Litografía óptica:el proceso clave en la fabricación de chips

La litografía óptica es un proceso químico que se utiliza habitualmente en la fabricación de chips de computadora. Las obleas planas, a menudo hechas de silicio, están grabadas con patrones para crear circuitos integrados. Normalmente, este proceso implica recubrir las obleas con un material resistente a productos químicos. Luego se retira la resistencia para revelar el patrón del circuito y se graba la superficie. La forma de eliminar la resistencia implica exponer la resistencia sensible a la luz a luz visible o ultravioleta (UV), de donde proviene el término litografía óptica.

El factor principal en la litografía óptica es la luz. Al igual que la fotografía, este proceso implica exponer sustancias químicas sensibles a la luz a haces de luz para crear una superficie estampada. Sin embargo, a diferencia de la fotografía, la litografía suele utilizar haces enfocados de luz visible (o más comúnmente, ultravioleta) para crear un patrón en una oblea de silicio.

El primer paso en la litografía óptica es recubrir la superficie de la oblea con un material resistente a productos químicos. Este líquido viscoso crea una película sensible a la luz sobre la oblea. Hay dos tipos de resistencia, positiva y negativa. La resistencia positiva se disuelve en la solución reveladora en todas las zonas donde está expuesta a la luz, mientras que las negativas se disuelven en las zonas que se mantuvieron alejadas de la luz. La resistencia negativa se usa más comúnmente en este proceso porque es menos probable que se distorsione en la solución reveladora que la positiva.

El segundo paso en la litografía óptica es exponer la resistencia a la luz. El objetivo del proceso es crear un patrón en la oblea, de modo que la luz no se emita de manera uniforme en toda la oblea. Las fotomáscaras, a menudo hechas de vidrio, se utilizan normalmente para bloquear la luz en áreas que los desarrolladores no quieren que queden expuestas. Las lentes también se suelen utilizar para enfocar la luz en áreas concretas de la máscara.

Hay tres formas en que se utilizan las fotomáscaras en litografía óptica. En primer lugar, se pueden presionar contra la oblea para bloquear la luz directamente. Esto se llama impresión de contactos . Los defectos en la máscara o la oblea pueden permitir que la luz entre en la superficie protectora, interfiriendo así con la resolución del patrón.

En segundo lugar, las máscaras pueden mantenerse muy cerca de la oblea, pero no tocarla. Este proceso, llamado impresión de proximidad , reduce la interferencia de defectos en la máscara y también permite que la máscara evite parte del desgaste adicional asociado con la impresión por contacto. Esta técnica puede producir difracción de luz entre la máscara y la oblea, lo que también puede disminuir la precisión del patrón.

La tercera técnica, y la más comúnmente utilizada, para la litografía óptica se llama impresión por proyección. . Este proceso coloca la máscara a una mayor distancia de la oblea, pero utiliza lentes entre las dos para enfocar la luz y reducir la difusión. La impresión por proyección normalmente crea el patrón de mayor resolución.

La litografía óptica implica dos pasos finales después de que la resistencia química se expone a la luz. Las obleas normalmente se lavan con solución reveladora para eliminar el material resistente positivo o negativo. Luego, la oblea generalmente se graba en todas las áreas donde la capa protectora ya no cubre. En otras palabras, el material "resiste" el grabado. Esto deja partes de la oblea grabadas y otras lisas.

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