Optische lithografie:het sleutelproces bij de chipproductie

Optische lithografie is een chemisch proces dat gewoonlijk wordt gebruikt bij het maken van computerchips. Platte wafels, vaak gemaakt van silicium, worden geëtst met patronen om geïntegreerde schakelingen te creëren. Meestal omvat dit proces het coaten van de wafels met chemisch resistmateriaal. De resist wordt vervolgens verwijderd om het circuitpatroon zichtbaar te maken, en het oppervlak wordt geëtst. De manier om de resist te verwijderen houdt in dat de lichtgevoelige resist wordt blootgesteld aan zichtbaar of ultraviolet (UV) licht, waar de term optische lithografie vandaan komt.

De belangrijkste factor bij optische lithografie is licht. Net als bij fotografie omvat dit proces het blootstellen van lichtgevoelige chemicaliën aan lichtstralen om een ​​oppervlak met patronen te creëren. In tegenstelling tot fotografie maakt lithografie echter meestal gebruik van gefocusseerde stralen zichtbaar (of vaker UV) licht om een patroon op een siliciumwafel te creëren.

De eerste stap bij optische lithografie is het coaten van het oppervlak van de wafer met chemisch resistmateriaal. Deze stroperige vloeistof creëert een lichtgevoelige film op de wafer. Er zijn twee soorten weerstand, positief en negatief. Positieve resist lost op in de ontwikkelaaroplossing in alle gebieden waar deze aan licht wordt blootgesteld, terwijl negatieve resist oplost in gebieden die uit het licht zijn gehouden. Negatieve resist wordt vaker gebruikt in dit proces, omdat de kans kleiner is dat deze vervormt in de ontwikkelaaroplossing dan positieve.

De tweede stap bij optische lithografie is het blootstellen van de resist aan licht. Het doel van het proces is om een ​​patroon op de wafer te creëren, zodat het licht niet gelijkmatig over de hele wafer wordt uitgestraald. Fotomaskers, vaak gemaakt van glas, worden doorgaans gebruikt om het licht te blokkeren in gebieden die de ontwikkelaars niet willen belichten. Lenzen worden doorgaans ook gebruikt om het licht op bepaalde delen van het masker te richten.

Er zijn drie manieren waarop de fotomaskers worden gebruikt bij optische lithografie. Ten eerste kunnen ze tegen de wafer worden gedrukt om het licht direct te blokkeren. Dit wordt contactafdrukken genoemd . Defecten aan het masker of de wafer kunnen ervoor zorgen dat er licht op het resistoppervlak terechtkomt, waardoor de patroonresolutie wordt verstoord.

Ten tweede kunnen de maskers dicht bij de wafel worden gehouden, maar deze niet aanraken. Dit proces wordt proximity printen genoemd , vermindert de interferentie door defecten in het masker, en zorgt er ook voor dat het masker een deel van de extra slijtage die gepaard gaat met contactprinten vermijdt. Deze techniek kan lichtdiffractie tussen het masker en de wafel veroorzaken, wat ook de nauwkeurigheid van het patroon kan verminderen.

De derde en meest gebruikte techniek voor optische lithografie wordt projectieprinten genoemd . Bij dit proces wordt het masker op een grotere afstand van de wafer geplaatst, maar worden er lenzen tussen de twee gebruikt om het licht te richten en de diffusie te verminderen. Projectieprinten creëert doorgaans een patroon met de hoogste resolutie.

Optische lithografie omvat twee laatste stappen nadat de chemische resist aan licht is blootgesteld. De wafels worden doorgaans gewassen met een ontwikkelaaroplossing om positief of negatief resistmateriaal te verwijderen. Vervolgens wordt de wafel typisch geëtst in alle gebieden waar de resist niet langer bedekt. Met andere woorden:het materiaal 'weerstaat' de ets. Hierdoor blijven delen van de wafel geëtst en andere glad.

About Mechanics streeft ernaar nauwkeurige en betrouwbare informatie te verstrekken. We selecteren zorgvuldig gerenommeerde bronnen en hanteren een rigoureus proces van factchecking om aan de hoogste normen te voldoen. Lees ons redactionele proces voor meer informatie over onze toewijding aan nauwkeurigheid.