Что такое оптическая литография?

Оптическая литография - это химический процесс, обычно используемый при изготовлении компьютерных чипов. Плоские пластины, часто сделанные из кремния, травятся с помощью рисунков для создания интегральных схем. Как правило, этот процесс включает покрытие пластин химически стойким материалом. Резист затем удаляется, чтобы показать рисунок цепи, и поверхность травится. Способ удаления резиста включает в себя воздействие на светочувствительный резист видимого или ультрафиолетового (УФ) света, отсюда и появился термин оптическая литография.

Основным фактором в оптической литографии является свет. Подобно фотографии, этот процесс включает в себя воздействие на светочувствительные химические вещества пучков света для создания узорчатой ​​поверхности. Однако, в отличие от фотографии, в литографии обычно используются сфокусированные лучи видимого или, чаще, ультрафиолетового света, для создания рисунка на кремниевой пластине.

Первым шагом в оптической литографии является покрытие поверхности пластины химически стойким материалом. Эта вязкая жидкость создает светочувствительную пленку на пластине. Существует два типа сопротивления: положительный и отрицательный. Положительный резист растворяется в растворе проявителя во всех областях, где он подвергается воздействию света, в то время как отрицательный растворяется в областях, которые были недоступны для света. Отрицательный резист чаще используется в этом процессе, потому что он меньше искажает в решении для разработчиков, чем положительный.

Второй шаг в оптической литографии - выставить резист на свет. Целью этого процесса является создание рисунка на пластине, чтобы свет не излучался равномерно по всей пластине. Фотомаски, часто сделанные из стекла, обычно используются для блокирования света в областях, которые разработчики не хотят подвергать воздействию. Линзы также обычно используются для фокусировки света на определенных участках маски.

Существует три способа использования фотомасок в оптической литографии. Во-первых, они могут быть прижаты к пластине, чтобы блокировать свет напрямую. Это называется контактной печатью . Дефекты на маске или пластине могут пропустить свет на поверхность резиста, что может повлиять на разрешение рисунка.

Во-вторых, маски можно держать в непосредственной близости от пластины, но не касаться ее. Этот процесс, называемый бесконтактной печатью , уменьшает помехи от дефектов в маске, а также позволяет маске избежать некоторого дополнительного износа, связанного с контактной печатью. Этот метод может производить дифракцию света между маской и пластиной, что также может снизить точность рисунка.

Третий и наиболее часто используемый метод оптической литографии называется проекционной печатью . Этот процесс устанавливает маску на большем расстоянии от пластины, но использует линзы между ними для нацеливания света и уменьшения диффузии. Проекционная печать обычно создает шаблон с самым высоким разрешением.

Оптическая литография включает два заключительных этапа после воздействия химического резиста на свет. Пластины обычно промывают раствором проявителя для удаления материала с положительным или отрицательным сопротивлением. Затем пластина обычно протравливается во всех областях, где резист больше не покрывает. Другими словами, материал «сопротивляется» травлению. Это оставляет части вафельной гравировки и другие гладкие.