Фотолитография

Линия фотолитографии для производства кремниевых пластин

Фотолитогра́фия в метод получения рисунка на тонкой плёнке материала, широко используется в микроэлектронике и в полиграфии. Один из основных приёмов планарной технологии, используемой в производстве полупроводниковых приборов.

Для получения рисунка используется свет определённой длины волны. Минимальный размер деталей рисунка в половина длины волны (определяется дифракционным пределом).

Фоторезист в специальный материал, который изменяет свои физико-химические свойства при облучении светом.

Фотошаблон в пластина, прозрачная для используемого в данном процессе электромагнитного излучения, с рисунком, выполненным непрозрачным для используемого излучения красителем.

Процесс фотолитографии происходит так:

1. На толстую подложку (в микроэлектронике часто используют кремний) наносят тонкий слой материала, из которого нужно сформировать рисунок. На этот слой наносится фоторезист.
2. Производится экспонирование через фотошаблон (контактным или проекционным методом; см степпер).
3. Облучённые участки фоторезиста изменяют свою растворимость и их можно удалить химическим способом (процесс травления). Освобождённые от фоторезиста участки тоже удаляются.
4. Заключительная стадия в удаление остатков фоторезиста.

Если после экспонирования становятся растворимыми засвеченные области фоторезиста, то процесс фотолитографии называется позитивным. Иначе в негативным.

Методы фотолитографии

По источнику излучения (указана длина волны)

• Ртутная лампа (около 400 нм)
• Эксимерный лазер KrF (248 нм)
• Эксимерный лазер ArF (193 нм)
• Эксимерный лазер F2 (157 нм; только экспериментальные установки)
• EUV литография (около 13 нм; только экспериментальные установки)
• Рентгеновская литография (en:X-ray lithography) (менее 1 нм; только экспериментальные установки)

Технологии, позволяющие уменьшить техпроцесс:

• en:Optical proximity correction
• en:Off-axis illumination
• Фазосдвигающие маски
• Иммерсионная литография
• Двойное формирование рисунка (en:double patterning)
• Двойное формирование рисунка со спейсерами (spacer double patterning)

Альтернативные способы

• «Взрывной». (обратная фотолитография) При его использовании слой материала наносится на слой облучённого и протравленного фоторезиста, после чего остатки фоторезиста удаляются, унося с собой области материала, под которыми он располагался. Используется для изготовления рисунков из материалов, не имеющих травителя, либо если травитель является слишком агрессивным.
• «Выжигание». Необходимые окна в полимерном слое разрушаются воздействием на них мощного светового потока, испаряющего нанесённую на материал плёнку или прожигающего сам материал насквозь. Применяется для изготовления малотиражных офсетных форм и в некоторых системах ризографии.

См. также

• Электронная литография - метод нанолитографии с использованием электронных пучков.
• Печатная электроника
• Металлическая микрорешётка