Hvad er optisk litografi?
Optisk litografi er en kemisk proces, der normalt bruges til fremstilling af computerchips. Flade skiver, ofte fremstillet af silicium, ætses med mønstre for at skabe integrerede kredsløb. Typisk involverer denne proces belægning af skiverne i kemisk resistensmateriale. Modstanden fjernes derefter for at afsløre kredsløbsmønsteret, og overfladen ætses. Den måde, hvorpå man fjerner resisten, indebærer at udsætte den lysfølsomme resist for synligt eller ultraviolet (UV) lys, som er det sted, hvor udtrykket optisk litografi stammer fra.
Den vigtigste faktor i optisk litografi er lys. Ligesom fotografering involverer denne proces udsættelse af lysfølsomme kemikalier for lysstråler for at skabe en mønsteroverflade. I modsætning til fotografering bruger litografi imidlertid sædvanligvis fokuserede bjælker med synligt - eller mere almindeligt UV - lys til at skabe et mønster på en siliciumskive.
Det første trin i optisk litografi er at belægge skivens overflade i kemisk modstandsmateriale. Denne viskøse væske skaber en lysfølsom film på skiven. Der er to typer resist, positiv og negativ. Positiv modstand opløses i udvikleropløsningen i alle de områder, hvor den udsættes for lys, mens negative opløses i områder, der blev holdt ude af lyset. Negativ resist er mere almindeligt anvendt i denne proces, fordi det er mindre sandsynligt at forvrænge i udviklerløsningen end positiv.
Det andet trin i optisk litografi er at udsætte resisten for lys. Målet med processen er at skabe et mønster på skiven, så lyset ikke udsendes ensartet over hele skiven. Fotomasker, ofte lavet af glas, bruges typisk til at blokere lyset i områder, som udviklerne ikke ønsker at blive udsat for. Linser bruges også typisk til at fokusere lyset på bestemte områder af masken.
Der er tre måder, hvorpå fotomaskerne bruges i optisk litografi. Først kan de blive presset mod skiven for at blokere lyset direkte. Dette kaldes kontaktudskrivning . Mangler på masken eller skiven kan tillade lys på modstandsoverfladen og derved forstyrre mønsteropløsningen.
For det andet kan maskerne holdes tæt på skiven, men ikke røre ved den. Denne proces, kaldet nærhedstryk , reducerer interferensen fra defekter i masken og tillader også masken at undgå noget af den ekstra slid, der er forbundet med kontaktudskrivning. Denne teknik kan producere lysdiffraktion mellem masken og skiven, hvilket også kan mindske mønsterets præcision.
Den tredje og mest almindeligt anvendte teknik til optisk litografi kaldes projektionsudskrivning . Denne proces indstiller masken i en større afstand fra skiven, men bruger linser mellem de to til at målrette lyset og reducere diffusion. Projektionsudskrivning skaber typisk den højeste opløsningsmønster.
Optisk litografi involverer to sidste trin, efter at den kemiske resist er udsat for lys. Vaflerne vaskes typisk med fremkalderopløsning for at fjerne positivt eller negativt modstandsmateriale. Derefter ætses skiven typisk i alle de områder, hvor resisten ikke længere dækker. Med andre ord 'materialet' modstår etsningen. Dette efterlader dele af skiven ætset og andre glatte.