米雕是傳統工藝中奇巧細微的手工藝術，利用精密的機械工具和精巧的手工技術，在米粒大小的物體上刻畫許多精美的文字或圖畫。智慧手機堪稱現代的科技藝術品，則是由科學家利用物理、化學、材料、機械等特性，在晶圓上完成奈米等級電子元件圖形的定義，這種圖形定義的方法在半導體製程中稱為『微影技術(lithography)或黃光製程』。現在讓我們用簡單的工具和簡易方式來玩微影曝光。

圖一 微影技術 / 黃光製程

微影是利用光、電子束、離子束等更細小的工具完成圖形的定義，定義在阻劑(photoresist)這種特殊的化學材料上。以光為工具，其簡單示意如右(圖一)。

光穿過光罩的遮光區及透光區，讓光阻內的感光材料產生化學變化，再經過顯影的過程(酸鹼中和反應)，將被曝光區的正型阻劑去除或被曝光區的負型阻劑留下，將光罩上的圖形轉移到阻劑。

圖二 光罩

正型阻劑與負型阻劑的製程結果

光罩是在玻璃 (或石英等基板)鍍鉻及氧化鉻等金屬(圖二)，有金屬的部分，光無法穿透；沒有金屬的部分，光有90%以上的穿透率。光阻中主要的成分-感光材料，經光的照射產生化學變化，使正型阻劑對顯影液的溶解速率提升而快速溶解於後續製程的顯影液，再用去離子水去除，形成與光罩相同的圖形；而負型阻劑則相反，形成與光罩完全相反的圖形(圖三)。

圖四 夜光膠帶、手電筒、深色色紙

簡單玩微影曝光

述的微影製程我們可以利用夜光膠帶、手電筒、深色色紙(圖四)來玩玩看。在暗室中，(1)將深色色紙挖開圓形的洞。 (2)挖洞的色紙蓋在夜光膠帶上。 (3)用手電筒照夜光膠帶5~10秒。 (4)關閉照明並拿開深色色紙。 (5)觀察夜光膠帶的變化。

    結果是夜光膠帶上有圓形的圖案 (圖五)。夜光膠帶就是塗佈阻劑的晶圓，深色色紙是光罩，手電筒的光就是微影製程的曝光光源，最後的成品就是微影製程的結果。簡言之，我們經由簡易的微影製程將光罩上所有圖形轉移到晶圓上了。我們是在暗室中完成實驗過程，實際的微影製程是在不易對阻劑感光又能清楚操作的黃光室中完成，所以微影製程也稱為黃光製程。如此說來，定義圖形很簡單嗎?

定義圖形很簡單，但是要正確、精準的定義就很難。有新聞報導，『晶圓代工大廠台積電昨宣布，與矽智財大廠安謀（ARM）合作完成業界首顆64位元新一代運算技術與16奈米FinFET製程…。』很難想像當定義的圖形小到比頭髮(約80微米)千分之一還小，如何正確地完成圖形的定義呢!?這就是現代科技藝術厲害的地方了。