Optische lithografie: Kernproces in chipproductie

Wat is optische lithografie?

Optische lithografie is een chemisch proces dat centraal staat in de productie van computerchips. Platte wafers (meestal silicium) worden geëtst met patronen geïntegreerde schakelingen te creëren. Het proces omvat het aanbrengen van een lichtgevoelige fotoweerstand (resist), selectieve belichting met zichtbare of UV-licht, en het ontwikkelen en etsen van het patroon.

De rol van licht

Net als in fotografie worden lichtgevoelige chemicaliën blootgesteld aan lichtbundels om een patroon te creëren. In lithografie worden echter gefocusde bundels zichtbare of UV-licht gebruikt om patronen op siliciumwafers te definiëren.

Stappen in het proces

1. Aanbrengen fotoweerstand

De wafer wordt bedekt met een viskeuze vloeistof die een lichtgevoelige film vormt. Er zijn twee typen:

• Positieve resist: lost op in ontwikkelaar waar het belicht is.
• Negatieve resist: lost op in niet-belichte gebieden. Vaker gebruikt vanwege minder vervorming.

2. Belichting via fotomaskers

Fotomaskers (vaak glas) blokkeren licht in gebieden die niet belicht mogen worden. Lenzen focussen het licht. Drie technieken:

• Contactprinten: masker direct op wafer. Risico op defecten die resolutie beïnvloeden.
• Proximity printen: masker dichtbij maar niet aanrakend. Minder slijtage, maar mogelijke lichtdiffractie.
• Projectieprinten (meest gebruikt): masker op grotere afstand, lenzen reduceren diffusie. Hoogste resolutie.

3. Ontwikkelen etsen

Na belichting: wassen met ontwikkelaar om resist te verwijderen, daarna etsen van de onbedekte gebieden. De resist 'weert' het etsen, wat resulteert in een patroon van geëtste en gladde gebieden.