2.3.2　圖形轉移

圖形轉移是在晶圓內和晶圓表面形成圖形的一系列工藝，包括光刻（Photolithography）、光掩膜（Photomasking）、掩膜（Masking）、去除氧化膜（Oxide Removal，OR）、去除金屬膜（Metal Pemoval，MR）和微光刻（Microlithography）等。

圖形轉移的目標有兩個：一是產生圖形，在集成電路或器件設計階段確定圖形尺寸；二是將電路圖正確定位于晶圓表面，其與晶圓襯底的相對鏡像及各部分的相對位置也必須是正確的。

圖形轉移通過兩個步驟完成。

第一，將圖形轉移到光刻膠層。光刻膠是一種與正常膠卷上所涂的物質相似的感光物質，曝光后其性質和結構會發生變化。光刻膠被曝光的部分由可溶性物質變成不可溶性物質則為負膠，反之則為正膠。將這種化學變化稱為聚合（Polymerization），通過化學溶劑（顯影液）把可溶性物質去掉，就會在光刻膠層留下一個圖形，其與掩膜版不透光的部分相對應。

第二，圖形從光刻膠層轉移到晶圓層。當刻蝕劑把晶圓表面沒有被光刻膠覆蓋的部分去掉的時候，圖形轉移就發生了。光刻膠是抗刻蝕的，在刻蝕過程中不會被輕易去掉。

光刻機是微電子機械系統（MEMS）與微光學器件（MOD）的完美結合，其引發了一場微型化革命，使半導體芯片、電子器件和集成電路向集成度更高的方向發展，光刻技術是芯片制造的關鍵，決定了芯片的最小尺寸。圖形轉移技術是發展納米電子器件、納米芯片的關鍵技術，其將圖形技術與圖形刻蝕工藝結合，是影響器件穩定性、可靠性的關鍵因素之一。曝光方式包括接觸式、接近式、投影式，光源為436 nm、365 nm、248 nm、193 nm，數值孔徑為0.35、0.45、0.55、0.60，0.70。當特征尺寸小于100 nm時，現有的工藝和光源必須更新，目前各研究者正在研究和應用可以提高光刻分辨率的新技術，如離軸照明技術、相移掩膜技術、浸沒透鏡技術等，但其作用有限。為了進一步提高光刻分辨率，延長光刻壽命，各研究者開始提出和研究下一代光刻技術，如X射線、離子束投影、無掩膜、電子束投影和電子束直寫等。這些技術的共同特點是：尋求波長更短的光源；依舊采用光學光刻機理；影響光刻分辨率的半波長效應仍然存在；使用這些光源不僅具有相當大的技術難度，面臨許多基礎理論問題，還在光學透鏡系統的研制、掩膜制造工藝、光刻工藝等方面存在困難。因此，提高光刻工藝和探索更優良的工藝方法成為當前提高光刻分辨率的重要方向。在圖形轉移的過程中，參數選取稍有不同，就會引起圖形質量的嚴重變化，因此必須通過科學合理地設計實驗，來獲得最佳光刻參數。