編按：本中心四大技術團隊之一「奈米微影製程技術團隊」，主要提供客製化奈米製程的技術服務，從設計、黃光微影、電子束微影、蝕刻至後處理製程，皆由專業的工程師負責技術開發，並有專人負責「製程整合」，跨越單站設備間的鴻溝，可協助產學研各單位進行多樣化的元件製造。本團隊具有多年之元件製造經驗，開發各種製程間之整合，將各製程設備進行點、線、面的串聯，進行各式之元件製造。本期電子報主要介紹本團隊的核心特色製程─微影技術。本團隊不但提供專業的實作課程教學，亦有資深工程師提供專業的代工，歡迎洽詢使用。

文 / 鍾崇仁技術長

本中心開發多項特色微影製程，如圖一，包含黃光微影與電子束微影的整合製作、多層結構的製作、奈米尺度材料的定位等，由專業工程師群掌握關鍵技術，對於學界及產業界的圖案製作需求提供客製化的評估與代工服務。

圖一：本中心的微影特色製程。

為了服務更多面向的使用者，本中心可協助進行元件製造之流程設計（製程整合），從各分層的光罩繪製與光罩送件，以及後續的光學微影、電子束直寫微影等，可完成微米至奈米尺度之各式元件，歡迎向各負責工程師洽詢：製程整合–鄭鈞鴻工程師；光罩設計–陳子欣工程師；光學微影–蔡姿婷工程師；電子束微影–楊穎枚工程師。

光罩是微影製程的關鍵，畫錯光罩、圖案設計位置對準錯誤、圖案超出曝光區、送光罩要排隊等問題時有所聞，對於光罩設計不熟悉的使用者，本中心可代為進行光罩繪製，確保各道光罩之間的設計一致。塑膠光罩（CD>30um）可於兩個工作天內完成，玻璃光罩（CD>5um）可於7個工作天內完成（不含設計時間）。

圖二：光罩設計與送件服務。

黃光微影普遍應用於各種元件的圖案製作，在光阻劑上形成圖案後搭配後續之蝕刻或是薄膜製程。本中心之雙面曝光微影系統，可實現1um以上之圖案，如圖三所示；雖然從UV曝光系統的規格上來考量，1um甚至更小的圖案是可達成的，但在實務經驗上卻常發現許多困難？黃光微影並非一門困難的技術，卻有許多know-how，有些使用者從光罩的設計概念就錯誤，導致後續整串製程失敗，或是無法匹配後續的蝕刻或薄膜製程，以致不斷地重複抓取曝光微影的參數，還是找不到錯誤在哪裡，一來一往浪費相當多的時間。本中心累積許多黃光微影的經驗，對於不同基板、線寬、後製程等有相對應的製程方式與攻略方法，雖然不是100%一擊命中正確參數，但仍可依據經驗判斷該如何進行攻略。如需黃光微影代工服務，請洽蔡姿婷工程師。

圖三：本中心可提供的黃光微影製程服務。（目前本中心常用光阻為S1813，厚度約為1.5 -2.5um；基於安全考量，本中心不使用HMDS與TMAH系列化學品）

本中心已有8年的電子束微影經驗（詳情請見前期電子報：https://goo.gl/2aqPm1），關鍵尺寸可達10nm（對！就是10奈米，您沒看錯，只是肉眼看不見），對準精度可達20nm，成果已協助國際團隊發表至Nature Physics期刊。

圖四：本中心之電子束微影製程能力。

以上僅證明本團隊有優異的製程能力，但是這樣的技術能幫到各位用者甚麼？首先，簡單來說電子束微影是進行次微米（sub-micron）圖案化穩定又準確的方法，但是大部分人的既定印象是「又貴又慢」！ 這是一個觀念上的問題，從圖五分析就可以了解為什麼國外的研究團隊大量地應用電子束微影技術（本團隊於2016年拜訪MIT與Harvard的電子束微影系統，即使收費更昂貴，但是預約狀態幾乎是fully booked），主要因素是製作prototype時，使用電子束微影可以節省大量的時間，而花費又不見得比光學微影高。從學術研發的角度，在製作prototype時，其實不需要畫100個、1000個元件的光罩，大多數情況只是覺得光罩空空的就是要填滿阿，其實你只需要一顆成功的元件！量測10組元件當標準差使用就相當足夠，學術界鮮少有量產的需求。電子束的撰寫速度究竟如何？以面積0.6mm * 0.6mm的矩形範圍，光罩設計覆蓋面積50%，線寬200nm的grating結構，可以於13分鐘內完成！其實，筆者時常殺雞用牛刀，連尺寸數十微米 ( >10um)的圖案，都是以電子束微影來製作，不用等光罩這件事情，實在是非常便利。

圖五：光學微影與電子束微影製程比較。

最後，再透漏一個小秘密，其實，電子束微影系統是非常好的SEM，筆者從來不排隊送SEM的觀察，用電子束微影系統來看就好了（不適用二維材料），目前除了不需要排隊之外，主要是可以放入大尺寸的基板不需要破片。