Che cos'è la litografia ottica?

La litografia ottica è un processo chimico solitamente utilizzato nella realizzazione di chip per computer. I wafer piatti, spesso realizzati in silicone, sono incisi con motivi per creare circuiti integrati. Tipicamente, questo processo prevede il rivestimento dei wafer in materiale resistente alle sostanze chimiche. La resistenza viene quindi rimossa per rivelare lo schema del circuito e la superficie viene incisa. Il modo di rimuovere la resistenza comporta l'esposizione della resistenza sensibile alla luce alla luce visibile o ultravioletta (UV), da cui deriva il termine litografia ottica.

Il fattore principale nella litografia ottica è la luce. Proprio come la fotografia, questo processo comporta l'esposizione di sostanze chimiche sensibili alla luce a raggi di luce per creare una superficie modellata. A differenza della fotografia, tuttavia, la litografia di solito utilizza raggi focalizzati di luce visibile - o più comunemente, UV - per creare un motivo su un wafer di silicio.

Il primo passo nella litografia ottica è di rivestire la superficie del wafer con materiale resistente alle sostanze chimiche. Questo liquido viscoso crea un film sensibile alla luce sul wafer. Esistono due tipi di resist, positivo e negativo. La resistenza positiva si dissolve nella soluzione di sviluppo in tutte le aree in cui è esposta alla luce, mentre quelle negative si dissolvono in aree che sono state tenute fuori dalla luce. La resistenza negativa è più comunemente usata in questo processo, perché è meno probabile che distorca nella soluzione di sviluppo che positiva.

Il secondo passo della litografia ottica è esporre la resistenza alla luce. L'obiettivo del processo è creare un motivo sul wafer, in modo che la luce non venga emessa uniformemente sull'intero wafer. I fotomaschere, spesso realizzati in vetro, sono in genere utilizzati per bloccare la luce in aree che gli sviluppatori non vogliono esporre. Le lenti sono anche generalmente utilizzate per focalizzare la luce su particolari aree della maschera.

Esistono tre modi in cui i photomask vengono utilizzati nella litografia ottica. Innanzitutto, possono essere premuti contro il wafer per bloccare direttamente la luce. Questo si chiama stampa dei contatti . I difetti sulla maschera o sul wafer possono consentire alla luce di penetrare sulla superficie della resistenza, interferendo così con la risoluzione del motivo.

In secondo luogo, le maschere possono essere tenute in prossimità del wafer, ma non toccarlo. Questo processo, chiamato stampa di prossimità , riduce l'interferenza da difetti nella maschera e consente inoltre alla maschera di evitare parte dell'usura aggiuntiva associata alla stampa a contatto. Questa tecnica può produrre una diffrazione della luce tra la maschera e il wafer, che può anche ridurre la precisione del motivo.

La terza, e più comunemente usata, tecnica per litografia ottica, si chiama stampa di proiezioni . Questo processo imposta la maschera a una distanza maggiore dal wafer, ma utilizza obiettivi tra i due per indirizzare la luce e ridurre la diffusione. La stampa di proiezione in genere crea il modello a risoluzione più elevata.

La litografia ottica prevede due passaggi finali dopo che la resistenza chimica è stata esposta alla luce. I wafer vengono generalmente lavati con una soluzione di sviluppo per rimuovere materiale resistente o negativo. Quindi, il wafer viene tipicamente inciso in tutte le aree in cui la resistenza non copre più. In altre parole, il materiale "resiste" all'attacco. Questo lascia incise parti del wafer e altre lisce.

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