1. 光刻
1.1. 光刻的 8 个流程
1.2. 光刻的八个基础流程
这里直接用 slides 上面的总结了，注意步骤的目的以及子步骤的顺序。
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步骤 目的 1. Vapour Prime De-bake 用于去除晶圆表面的水分和有机污染物，HDMS priming 用于将晶圆表面从亲水（hydrophilic）转变成疏水（hydrophobic），从而提高光刻胶对晶圆的附着性（adhesion）。 2. Spin coat 使用旋涂使得晶圆上的光刻胶到达指定厚度。 3. Soft bake 部分蒸发（evaporate）光刻胶溶剂（solvents）
提高光刻胶对晶圆附着力（adhesion）并促进光刻胶的均匀性（uniformity）
优化光刻胶曝光速度
提高蚀刻时的蚀刻抗性和线宽控制4. Alignment and exposure 将掩膜上的图样转移到光刻胶 5. Post-exposure bake (PEB) 在使用 DUV 时需要。用于避免由于光刻胶不均匀而导致的曝光不充分（充分使得光刻胶曝光）。 6. Develop 溶解（dissolve）已曝光的光刻胶 7. Hard bake 蒸发光刻胶中剩余的（residual）溶剂
硬化光刻胶，便于离子注入和蚀刻
提高光刻胶附着力8. Develop inspect 检查流程的质量，保证图样的正确转移
1.2. 光刻机的参数计算
1.2.1. 光源波长计算
总共分三类：汞弧灯源、准分子激光灯源和电子束。其实核心就是频率和能量的转换。
汞灯会给出单个光子能量
随后再根据光子波长计算式即可算出波长，
光子波长计算式
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为光速； 为光子频率； 为普朗克常数； 为元电荷； 为电压。
准分子激光灯源一般也就给个频率，按上面的公式计算即可。
1.2.2. 分辨率/最小线宽计算
2.2.1. 分辨率
分辨率指光学系统区分两个临近图形的能力。在光刻系统中，通常用最小线宽来作为分辨率指标。
对于渐进式光刻机，其最小线宽为，
可以看出，当最小线宽减小的时候，掩膜和晶圆间允许的最大间距也会减小。渐进式光刻机最小线宽计算式
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是一个系统相关常数，取 0.8~1； 为光源波长； 为掩膜和晶圆间距。 对于曝光式光刻机，其最小线宽为，
投影式光刻机最小线宽计算式
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是一个系统相关的常数，通常为 0.8~1； 是光源波长； 是数值孔径。 对数值孔径的解释如下，
对于曝光式光刻机而言，通常是 0.60-0.68。数值孔径
光学系统的数值孔径描述了系统收集光的能力。
指向原始笔记的链接数值孔径定义公式
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为数值孔径； 为中间介质的折射常数，空气为 1； 是透镜的光线会聚角，常用透镜的半径除以镜头和硅片的距离 近似。 对于不同的光刻系统，其对应的光强分布图如下，
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1.2.3. 景深计算
景深计算式
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是一个系统相关常数，取 0.8-1； 为光源波长； 为数值孔径。
2. 先进光刻
2.1. OET
4.2. 光学增强技术 Optical Resolution Enhancement Technique ✨
4.2.1. 相移掩膜 Phase Shift Mask（PSM）
相移掩膜在掩膜的基础上，通过使用不同材料厚度的图层（相位层）来优化掩膜的临近效应导致的光波扩散。具体来说，相位层通过添加一个额外的透明层，产生180°相位差抵消邻近衍射效应，使得两个区域之间不再形成衍射，提高成像对比度。
最直接的效果就是减小了系统常数
，从而减小的最小线宽。 4.2.2. 光学邻近校正 Optical Proximity Correction (OPC)
因为透镜有限的数值孔径（NA），衍射光的高频成分会丢失。可能出现：不均一的关键尺寸、缩短的连线、圆转角。
OPC 通过软件进行仿真，然后在掩膜上引入额外的特征，来补偿由于衍射导致的高频细节丢失。
4.2.3. 离轴照明 Off-Axis Illumination（OAI）
离轴照明通过调整光源入射角度以优化光刻成像分辨率。通过使用非垂直入射的光源来使得在物镜的 NA 范围内能捕获更多的高阶衍射分量。
指向原始笔记的链接[! note] 对于周期性图案（如一组等间距线条），光的衍射会导致光能分散到不同的方向，称为衍射级次 ：
- 0级（零级） ：沿原方向传播的直射光，对应图像的低频（整体亮度）信息。
- ±1级、±2级…（高阶） ：偏离原方向的光束，级次绝对值越大，偏离角度越大，携带的空间频率（细节）越 高（例如±2级对应更密集的线条信息）。
2.2. IML
4.3. 浸没式光刻 Immersion Lithography （IML）
浸没式光刻就是在投影式光刻机的光学元件和晶圆之间通过液体来接触（去离子水）来提高光刻性能。通常有两种方式：提高 DOF 或者提高分辨率。
4.3.1. 方法一：保持原有透镜设计，优化焦深（DOF）
通过具有更高折射率的浸没液，光的出射角度
更小，总体上来说保持 不变， DOF 增加了，光刻的最小线宽没有变。新的 DOF 计算式如下，
4.3.2. 方法二：超高数值孔径（Hyper-NA），追求极限分辨率
第二种方法的核心就是保持光的出射角不变，在折射率提高的同时，NA 也就提高了。这样分辨率会提高，但是 DOF 也会减小。
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2.3. 电子束光刻
4.6.1. 电子束✨
电子束曝光机主要的电子光学系统如下，
电子的德布罗意波长计算式如下，
电子波长的计算公式
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为普朗克常数； 为电子质量； 为元电荷； 为电子束快门和工作台之间的电压差。 这里计算出的
电子束的优缺点在于，
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优点 缺点 1. 能量和剂量的精确控制
2. 临界尺寸~10 nm
3. 使用大型静电和磁场透镜实现光束聚焦
4. 能够在小区域内准确对准
5. 缺陷密度低1. 需要超高真空系统来有效地驱动电子
2. 对电子和机械噪声非常敏感
3. 邻近效应，由于光刻胶表面内的电子反向散射，分辨率下降
2.4. SCALPEL
4.6.2. SCALPEL（散射角限制投影电子束光刻）
SCALPEL（散射角限制投影电子束光刻）是一种革新性纳米制造技术，通过电子束投影与掩模设计突破传统光刻瓶颈。其核心采用 氮化硅薄膜掩模（100 nm 厚）与 钨图案层（25 nm 厚），利用钨的高原子质量增强电子散射对比度，实现高精度图形转移。工艺上结合 4X 缩小投影 与 步进扫描（Step-and-Scan）模式：掩模台通过干涉仪定位（纳米级精度），分区域扫描曝光，既保留电子束的亚纳米分辨率，又通过缩小投影提升加工效率，显著降低曝光时间。
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优点 缺点 高分辨率 极低的吞吐量
临近效应
3. 光刻胶
3.1. 光刻胶构成
3.1. 光刻胶的化学构成
光刻胶根据构成和在光下的化学反应，分为正胶和负胶。
正胶 负胶 光反应 曝光区域变得更容易溶解 曝光区域更不容易溶解 显影 曝光区域在显影后被去除 曝光区域在显影后保留 图样 晶圆上的图样和掩膜一致 晶圆的图样与掩膜相反 但是无论正胶还是负胶，其都是由四个部分构成：溶剂（solvent）、树脂（resin）、敏化剂 （sensitisers）和添加剂（additives）。
- 溶剂：使得光刻胶可以流动，并且决定了光刻胶的黏度，从而在旋涂中控制厚度；
- 树脂：使得光刻胶得以黏合（bind）的聚合物，影响光刻胶的物理化学性质。在光下非透明（not opaque），与显影剂反应；
- 敏化剂：光刻胶的感光部分，为光活性化合物（photo active compound，PAC）；
- 添加剂：控制光刻胶材料特定方面的化学物，例如蚀刻抗性和离子注入抗性。
这里简单提一下，光刻胶之所以分正胶和负胶，正是由于其在光照下的不同化学反应。正胶在光照射前是由长链分子构成，光照后形成短链和羧酸（carboxylic acid）进而促进分解，光照部分能在碱性显影剂（alkaline developer）中溶解；负胶则是在照射后形成交联化合物（cross-linked polymer），未光照部分则是在有机溶剂（organic developer）中溶解。
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