【读书笔记·VLSI电路设计方法解密】问题16：什么是半导体光刻技术

如第12、13和14题所讨论的，集成电路的制造需要在硅基板上执行各种物理和化学过程。通常，这些过程分为四类：薄膜沉积、去除、图案化和掺杂。导体（如多晶硅、铝和铜）和绝缘体（各种形式的二氧化硅、氮化硅等）的薄膜用于连接和隔离电路中的晶体管。通过选择性地掺杂硅片的不同区域，可以改变这些区域的导电性。通过按照特定顺序执行这些工艺步骤，可以构建并连接数百万个晶体管，形成现代电子设备中的复杂电路。
在这些过程中，光刻技术是基础，它用于在基板上形成三维图像，随后将图案转移到基板上。

半导体光刻是一种在硅片上绘制图案的工艺，使用一种称为光刻胶的光敏聚合物来完成图案的绘制。为了构建集成电路所需的复杂结构，通常要重复20到30次光刻和蚀刻图案转移步骤。每个在硅片上打印的图案必须与先前形成的图案对齐。一步步地，导体、绝缘体和选择性掺杂区域逐渐堆叠起来，形成最终的器件。

光刻技术的首选方法是光学光刻，它本质上是一种摄影过程，通过该过程，光敏聚合物（光刻胶）被曝光和显影，形成基板上的三维图像。理想情况下，光刻胶图像应具有与基板平面上预定图案完全相同的形状。最终的光刻胶图案是二元的：基板的某些部分被光刻胶覆盖，而其他部分则完全暴露。这个二元图案对于图案转移至关重要，因为光刻胶覆盖的基板部分将在蚀刻、离子注入或其他图案转移过程中受到保护。

光掩模是半导体光刻中的重要组成部分，它包含设计电路的详细蓝图。通过光刻技术，利用光掩模将详细器件的特定图像转移到硅晶圆的表面上。光掩模的原理在很多方面类似于摄影中的负片。光掩模就像摄