Litografia Óptica:O Processo Chave na Fabricação de Chips

A litografia óptica é um processo químico geralmente usado na fabricação de chips de computador. Wafers planos, geralmente feitos de silício, são gravados com padrões para criar circuitos integrados. Normalmente, este processo envolve o revestimento dos wafers com material resistente a produtos químicos. A resistência é então removida para revelar o padrão do circuito e a superfície é gravada. A maneira de remover a resistência envolve a exposição da resistência sensível à luz à luz visível ou ultravioleta (UV), de onde veio o termo litografia óptica.

O principal fator na litografia óptica é a luz. Tal como a fotografia, este processo envolve a exposição de produtos químicos sensíveis à luz a feixes de luz, a fim de criar uma superfície padronizada. Ao contrário da fotografia, porém, a litografia geralmente usa feixes focados de luz visível – ou mais comumente, UV – para criar um padrão em uma pastilha de silício.

O primeiro passo na litografia óptica é revestir a superfície do wafer com material resistente a produtos químicos. Este líquido viscoso cria uma película sensível à luz no wafer. Existem dois tipos de resistência, positiva e negativa. A resistência positiva se dissolve na solução reveladora em todas as áreas onde é exposta à luz, enquanto as negativas se dissolvem em áreas que foram mantidas fora da luz. A resistência negativa é mais comumente usada neste processo, porque é menos provável que distorça na solução do revelador do que a positiva.

O segundo passo na litografia óptica é expor a resistência à luz. O objetivo do processo é criar um padrão no wafer, de forma que a luz não seja emitida uniformemente por todo o wafer. As máscaras fotográficas, geralmente feitas de vidro, são normalmente usadas para bloquear a luz em áreas que os desenvolvedores não desejam expor. As lentes também são normalmente usadas para focar a luz em áreas específicas da máscara.

Existem três maneiras pelas quais as fotomáscaras são usadas na litografia óptica. Primeiro, eles podem ser pressionados contra o wafer para bloquear a luz diretamente. Isso é chamado de impressão de contato . Defeitos na máscara ou no wafer podem permitir a entrada de luz na superfície da resistência, interferindo assim na resolução do padrão.

Em segundo lugar, as máscaras podem ser mantidas próximas do wafer, mas não tocá-lo. Este processo, denominado impressão de proximidade , reduz a interferência de defeitos na máscara e também permite que a máscara evite parte do desgaste extra associado à impressão por contato. Esta técnica pode produzir difração de luz entre a máscara e o wafer, o que também pode diminuir a precisão do padrão.

A terceira e mais comumente usada técnica para litografia óptica é chamada de impressão de projeção . Este processo coloca a máscara a uma distância maior do wafer, mas usa lentes entre os dois para direcionar a luz e reduzir a difusão. A impressão de projeção normalmente cria o padrão de resolução mais alta.

A litografia óptica envolve duas etapas finais após a resistência química ser exposta à luz. Os wafers são normalmente lavados com solução reveladora para remover material resistente positivo ou negativo. Então, o wafer é normalmente gravado em todas as áreas onde a resistência não cobre mais. Em outras palavras, o material “resiste” à gravação. Isso deixa partes do wafer gravadas e outras lisas.

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