fotolitografiassa

Fotolitografia on mikrofabricationin menetelmä, jossa valon avulla siirretään tarkka kuvio valonherkkään resist-kerrokseen, joka on levitetty mikrosirun tai muun alustapinnan päälle. Kuvio muodostuu fotomaskin kautta ja sitä käytetään siirtämään pinnoitteeseen rakenteita, kuten kytkentöjä tai kanavia, seuraavissa prosesseissa.

Prosessi etenee useissa vaiheissa. Ensin alusta puhdistetaan huolellisesti. Sitten ohut resist-kerros levitetään pyöräytyksen avulla ja poltto- tai kuiva-aika varmistaa kerroksen kiinnittymisen. Seuraavaksi valonlähteellä, usein UV-säteilyllä, exposure-vaiheessa kuvio siirretään resistiin photomaskin ohjauksessa. Kehitys- eli kehitysvaiheessa herkistynyt tai ei-herkistynyt alue poistetaan riippuen resistin tyypistä (positiivinen tai negatiivinen resist). Tämän jälkeen voi seurata kovageeli tai kuiva-arkkitehtuuri, jonka tarkoituksena on parantaa kestävyyttä ja mahdollistaa myöhemmät poistotoimenpiteet. Lopuksi resist voidaan poistaa, ja kuvio siirretään edelleen pinnoitteeseen, kuten metalliin tai dielektriisiin kerroksiin, esimerkiksi syvyyssuunnassa tapahtuvaan syövytykseen tai plasmapuhdistukseen.

Materiaaleja ja teknologiaa ovat fotosensitiiviset resistit, valonlähteet (vuorovaikutuksessa UV- ja DUV-alueen kanssa), sekä maskit, jotka määrittelevät kuviot. Fotolitografia on keskeinen tekniikka puolijohdevalmistuksessa ja MEMS-luokassa, ja sen tarkkuuden kehittyminen on mahdollistanut yhä pienemmät piirirakenteet.

Keskeisiä haasteita ovat diffraktio, kontaminaatio ja valonlähteen sekä resistin laadun hallinta, joihin vastataan monivaiheisilla prosesseilla ja kehittyneillä lithografiameniksiillä. Fotolitografia on jatkuvan kehityksen alalla, jossa uusien tekniikoiden, kuten kehittyneiden valonlähteiden ja monostep-patterningin, avulla pyritään yhä pienempiin piireihin.

---