Оптическая литография:ключевой процесс в производстве чипов

Оптическая литография — это химический процесс, обычно используемый при изготовлении компьютерных чипов. На плоских пластинах, часто изготовленных из кремния, гравируются узоры для создания интегральных схем. Обычно этот процесс включает покрытие пластин химически стойким материалом. Затем резист удаляется, чтобы обнажить рисунок схемы, и поверхность травится. Способ удаления резиста включает в себя воздействие на светочувствительный резист видимого или ультрафиолетового (УФ) света, откуда и произошел термин оптическая литография.

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

Первым шагом в оптической литографии является покрытие поверхности пластины химически резистивным материалом. Эта вязкая жидкость создает на пластине светочувствительную пленку. Существует два типа сопротивления:положительное и отрицательное. Положительный резист растворяется в растворе проявителя во всех местах, где он подвергается воздействию света, а отрицательный растворяется в областях, защищенных от света. В этом процессе чаще используется негативный резист, поскольку он с меньшей вероятностью исказится в растворе проявителя, чем позитивный.

Вторым шагом в оптической литографии является экспонирование резиста на свету. Целью процесса является создание рисунка на пластине, чтобы свет не излучался равномерно по всей пластине. Фотомаски, часто сделанные из стекла, обычно используются для блокировки света в областях, которые разработчики не хотят подвергать воздействию. Линзы также обычно используются для фокусировки света на определенных участках маски.

Есть три способа использования фотошаблонов в оптической литографии. Во-первых, их можно прижать к пластине, чтобы напрямую блокировать свет. Это называется контактная печать . Дефекты на маске или пластине могут пропускать свет на поверхность резиста, тем самым ухудшая разрешение рисунка.

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

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

Оптическая литография включает в себя два заключительных этапа после того, как химический резист подвергается воздействию света. Пластины обычно промывают раствором проявителя для удаления положительного или отрицательного резиста. Затем пластину обычно протравливают во всех областях, где резист больше не покрывает. Другими словами, материал «противостоит» травлению. Это оставляет части пластины протравленными, а другие гладкими.

Компания About Mechanics стремится предоставлять точную и достоверную информацию. Мы тщательно отбираем авторитетные источники и применяем строгий процесс проверки фактов для поддержания самых высоких стандартов. Чтобы узнать больше о нашем стремлении к точности, прочтите наш редакционный процесс.