Mis on optiline litograafia?

Optiline litograafia on keemiline protsess, mida tavaliselt kasutatakse arvutikiipide valmistamisel. Lamedad vahvlid, mis on sageli valmistatud ränist, söövitatakse integraallülituste loomiseks mustritega. Tavaliselt hõlmab see protsess vahvlite katmist keemilise resistentse materjaliga. Seejärel eemaldatakse resist, et paljastada vooluringi muster, ja pind söövitatakse. Resisti eemaldamise viis hõlmab valgustundliku takisti eksponeerimist nähtavale või ultraviolettkiirgusele (UV), millest tuli termin optiline litograafia.

Optilise litograafia peamine tegur on valgus. Sarnaselt fotograafiaga hõlmab see protsess valgustundlike kemikaalide eksponeerimist valguskiirtele, et luua mustriga pind. Erinevalt fotograafiast kasutab litograafia aga räniplaadile mustri loomiseks tavaliselt fokuseeritud nähtava (või sagedamini UV-valguse) kiiri.

Optilise litograafia esimene samm on vahvli pinna katmine keemilise resistentse materjaliga. See viskoosne vedelik tekitab vahvlile valgustundliku kile. Vastupanu on kahte tüüpi, positiivne ja negatiivne. Positiivne resist lahustub ilmuti lahuses kõigis valgusega kokkupuutuvates piirkondades, negatiivsed aga piirkondades, mis olid valguse eest kaitstud. Selles protsessis kasutatakse sagedamini negatiivset takistust, kuna see moonutab arenduslahenduses vähem tõenäoline kui positiivne.

Optilise litograafia teine ​​samm on takisti eksponeerimine valguse kätte. Protsessi eesmärk on luua vahvlile muster, nii et valgust ei kiirgata ühtlaselt kogu vahvli ulatuses. Sageli klaasist valmistatud fotomaske kasutatakse tavaliselt valguse blokeerimiseks kohtades, mida arendajad ei soovi paljastada. Tavaliselt kasutatakse läätsesid ka valguse fokuseerimiseks maski teatud piirkondadele.

Fotomaske kasutatakse optilises litograafias kolmel viisil. Esiteks võib need suruda vastu vahvlit, et valgus otse blokeerida. Seda nimetatakse kontaktide printimiseks. Maski või vahvli defektid võivad lubada valgust takistuspinnale, häirides sellega mustri eraldusvõimet.

Teiseks võib maske hoida vahvli vahetus läheduses, kuid mitte puudutada. See protsess, mida nimetatakse lähedusprintimiseks, vähendab maski defektidest tulenevaid häireid ja võimaldab maskil vältida ka mõningast kontaktprintimisega seotud kulumist. See tehnika võib tekitada valguse difraktsiooni maski ja vahvli vahel, mis võib samuti vähendada mustri täpsust.
Kolmas ja kõige sagedamini kasutatav optilise litograafia tehnika on projektsioontrükk. See protsess seab maski vahvlist suuremale kaugusele, kuid valguse sihtimiseks ja difusiooni vähendamiseks kasutatakse nende kahe vahel läätsi. Projektsioonprintimine loob tavaliselt kõrgeima eraldusvõimega mustri.

Optiline litograafia hõlmab kahte viimast etappi pärast keemilise resisti kokkupuudet valgusega. Positiivse või negatiivse resistmaterjali eemaldamiseks pestakse vahvleid tavaliselt ilmutilahusega. Seejärel söövitatakse vahvel tavaliselt kõikidesse piirkondadesse, mida resist enam ei kata. Teisisõnu, materjal “vastupanu” söövitamisele. See jätab osad vahvlitest söövitatud ja teised siledaks.