波長λ和數值孔徑NA有關，最小線寬即光學上的解析度(Resolution)=K1λ /NA(K1為製程參數)，所以可以選擇較短波長的光源以及較大數值孔徑的透 鏡來提高線寬解析度。光源的波長已從G-line(436nm)、Ｉ-line(365nm)、
KrF(248nm)、ArF(193nm)、F2(157nm)發展至Ar2(126nm)，不過ArF的光源搭 配上台積電於2004年底啟用的「浸潤式微影」機台，在製程設備不需要大 幅更動下，此技術的突破使得線寬解析度到達65nm世代，甚至進入45nm的 世代。但是由於使用光源的波長限制，使得傳統光學微影技術即將到達極 限，所以必須開發新的微影技術來接替傳統光學微影技術，例如：極紫外
光(Extreme ultraviolet, EUV)微影、X光微影、電子束(Electron beam)微影、
聚焦離子束(Focus Ion beam, FIB)微影、奈米壓印(Nanoimprint)微影等技術，
表2-1所示。
圖 2-1 光學微影製作過程
2-1-2 電子束微影系統
統(Electron Beam Lithography System)，型號為 ELS-7500EX，是由日本ELIONIX Inc.製造，搭載的電子槍為氧化鋯/鎢(ZrO/W)蕭特基場發射源，加
速電壓可達50kV，最小線寬可達 10nm。
以下簡述我的微影製程，我先把製程分為五個步驟：
一.基材晶片清潔。
二.光阻旋轉塗佈並且烘烤。
三.使用的Wecas繪圖程式設計圖形，圖2-3所示。
四.把塗佈好光阻的晶片，置於微影系統的移動平台後，送入真空腔進 行微影過程。
五.把曝光完成的晶片放入顯影液中，選用的顯影液是N-pentyl acetate，
顯影結束後用異丙醇沖洗，最後再用氮氣槍吹乾，即完成微影製程。
圖 2-2 電子束微影系統構造[22]
圖 2-3 Wecas 繪圖程式
2-2 共軛焦顯微技術
共軛焦，指的是顯微鏡物鏡(Objective lens)的焦點與收光鏡(collector lens)的焦點，兩者焦點位置相互對稱，使得兩個焦點有共軛的關係，因此 被稱作共軛焦顯微鏡(Confocal Microscopy)。
共軛焦的基本原理，最早是Marvin 於 1957 年提出的，但因為當時缺 乏適當的激發光源以及精密的電腦控制系統，所以無法將共軛焦的概念付 諸實際。不過，到了1969 年 Paul Davidovits 和 M. David Egger 使用 5 mW 的 He-Ne 雷射當光源，建構了第一台共軛焦顯微鏡[24]。利用Marvin 共軛焦 的設計，激發光會經由物鏡聚焦在樣品的表面上，樣品會受到激發而放出
層掃描而不需要將樣品切片，正是共軛焦顯微鏡最大的優點之一。
圖 2-4 共軛焦顯微鏡原理架構
傳統光學顯微鏡的解析度，會受到光學繞射極限的限制。根據Rayleigh Criterion，光學顯微鏡可分辨的最小解析度可由Airy光斑，圖2-5所示[25]，
來決定：
d≧1.22λ/2 n sinθ=0.61λ/NA
，其中λ是光波長、n為折射係數、θ是光 孔徑半角、而NA是透鏡數值孔徑。 鏡，型號是LabRAM HR800，是由法國HORIBA JOBIN YVON公司生產的，內建一台633nmHe-Ne雷射，另外還搭載了一個步進式的移動平台，來做XY 方向的掃描，再配合上壓電材料控制Z方向的物鏡，可以做XYZ三维的掃
描，透過電腦處理得到樣品訊號的三度空間的形貌或是分析樣品深度的訊 號。
圖 2-5 Airy 光斑與解析度的關係[25]
2-3 光激發螢光光譜
光激發螢光(photoluminescence, PL)光譜，是一個簡單快速的方法，用 來觀察基材的能階結構和載子躍遷行為。藉著分析螢光訊號，可以從光譜
圖 2-6 光激發螢光的機制
2-4 參考資料
[22]ELS-7500EX Electron Beam Lithography System Instrument Manual, ELIONIX Inc.
[23]龍文安，半導體微影技術，五南圖書出版股份有限公司
[24]Paul Davidovits M. David Egger Scanning Laser Microscope Nature 1969, 223, 831 [25] http://www.microscopyu.com/articles/formulas/formulasresolution.html Concepts and
Formulas in Microscopy：Resolution