fotolithografi

Fotolithografi er en sentral prosess i mikro- og nanofabrikasjon der et mønster overføres fra en maske til et lysfølsomt belegg (fotoresist) på et substrat, vanligvis en silisiumskive. Gjennom eksponering med lys gjennom masken endres egenskapene til utvalgte områder av resistet slik at mønsteret kan utvikles og viderebehandles. Dette muliggjør presis dannelse av ledende baner, konturer og andre funksjonelle lag i halvlederproduksjon og beslektede felt.

Prosessen består av flere trinn: substratet renses, fotoresist påføres og gjennomgår en mykherding (soft bake). Deretter eksponering gjennom en maske ved hjelp av en fotomaskin som kalles en stepper eller aligner. Eksponeringen bruker ultrafiolett lys, ofte kortbølget; resistet kan være positivt eller negativt: i positiv resist blir de eksponerte områdene oppløst i utvikleren og fjernet, mens i negativ resist forblir de eksponerte områdene intakte. Etter eksponering følger en etterbaking og utvikling, som avslører mønsteret. Etter utviklingen kan substratet gjennomgå etsing eller avsetning, etterfulgt av hard bake og resistfjerning.

Oppløsning og presisjon i fotolithografi oppnås ved bruk av kortere lysbølger, avansert optikk og spesialresist. Teknologier som immersion-lithografi, fase-skift-masker og EUV-litografi har muliggjort stadig mindre mønstre og bedre nøyaktighet, men med høyere kostnader og teknisk kompleksitet.

Fotolithografi har hovedsakelig sine anvendelsesområder i produksjon av halvledere, men brukes også i mikrofluidikk, MEMS og andre nano- og mikrostrukturer. Historisk ble teknikken utviklet fra midten av 1900-tallet og har siden vært en hjørnestein i moderne industriell produksjon, kontinuerlig forbedret gjennom optikk, resistmaterialer og prosessutstyr.