奈米製程
文/鍾佳潼
奈米製程泛指各種可製造奈米尺度結構的方法，而奈米材料製作主要分為物理和化學兩種方式。物理方式：使用微影蝕刻、乾濕式蝕刻，經精細裁切與蝕刻製成奈米粒子(由上而下)，光刻法極限約0.07微米，使用離子或電子束可將極限縮至0.01微米，若需製作更小材料尺寸得改變蝕刻技術。化學方式：用化學方法將原子或分子堆疊往上成長成奈米粒子(由下而上)。能製造精準奈米結構的奈米技術平台：巴克球、奈米碳管及樹枝狀聚合物。
1. 光學微影
光學微影原理類似照相和沖洗底片。利用特定波長的光通過光罩，將設計好的圖形曝光到晶圓上的光阻上。光罩上的圖形似像，投影到似底
片的感光材料光阻上，經顯影後出現圖形。光阻上的圖形會再經蝕刻，轉移到下方材料。
為製作奈米尺度結構，光罩設計需極精細。圖形解析度決定於曝光波長，但光具波動性經越窄隙縫(波長等級)，繞射越嚴重，難投影出原設
計圖形。此現象被稱為光學繞射極限。因此當波長越短，愈能做出的更小的圖形結構。
現今半導體產業主要使用深紫外光DUV(波長193 nm的準分子ArF雷射)進行微影，配合浸潤式微影及重複曝光技術來提高解析度。為提高解
析度，最先進微影技術則採用極紫外光 EUV(波長僅13.5 nm，採CO2雷射照射錫產生錫電漿時放射出的EUV。) EUV波長已達軟X射線
(soft X-ray)，需採用反射式成像系統。
2. 電子束微影
與光學微影原理相似將圖形曝寫至光阻上，光阻經顯影後呈現設計圖形。主要差異為由電子束來曝寫光阻。電子束物質波波長很短，可達到
高解析度。通常電子束微影不使用光罩，而是一點一點掃描電子束將圖形畫出。因此微影速度不快，適合用於小量製作高解析度的奈米結
構。
3. 電漿蝕刻
光阻並非穩定材料，通常以電漿蝕刻將光阻上的圖形轉移至下方材料。在機台中電漿以一定動能向晶圓進行轟擊，物理性移除下方材料。而不同電漿與材料發生化學反應能選擇性地移除材料。如果晶圖上有已定義好圖形的光阻，進行電漿蝕刻時，光阻會保護下方材料不受電漿轟擊，被稱為蝕刻遮罩。
