Фотолітогра́фія — метод отримання трафарету на тонкій плівці матеріалу, який широко використовують у мікроелектроніці і в поліграфії. Один з основних процесів планарної технології при виробництві напівпровідникових приладів.
Для отримання відбитка використовують світло певної довжини хвилі. Мінімальний розмір деталей малюнку — половина довжини хвилі (обмежується дифракцією світла).
Принципова відмінність фотолітографії від інших видів літографії полягає у тому, що експонування проводиться видимим або ультрафіолетовим випромінюванням, тоді як в інших видах літографії для цього використовується рентгенівське випромінювання, потік електронів, потік іонів, жорсткий ультрафіолет тощо.
Термінологія Фоторезист — спеціальний матеріал, який при освітленні змінює свої фізико-хімічні властивості, перш за все, розчинність.
Фотошаблон — пластина, прозора для електромагнітного випромінювання, яке використовується в цьому процесі, з непрозорим малюнком.
Процес фотолітографії Основні етапи процесу фотолітографії:
На товсту підкладку (в мікроелектроніці часто використовують кремній) наносять тонкий шар матеріалу (це може бути і окис кремнію), з якого треба сформувати малюнок. На цей шар наноситься фоторезист. Проводиться експонування через фотошаблон (контактним чи проєкційним методом). Освітлені ділянки фоторезисту змінюють свою розчинність і їх можна видалити (позитивний процес) хімічним способом (травленням). Звільнені від фоторезисту ділянки також видаляються. Завершальна стадія — видалення залишків фоторезисту. Якщо після експонування стають розчинними незасвічені ділянки фоторезисту, то процес фотолітографії називається негативним.
Методи фотолітографії
За джерелом випромінювання (вказана довжина хвилі):
Ртутна лампа (близько 400 нм) Ексимерний лазер KrF (248 нм) Ексимерний лазер ArF (193 нм) Ексимерний лазер F2 (157 нм; тільки експериментальні зразки) EUV літографія (близько 13 нм; промислове обладнання компанії ASML) Рентгенівська літографія (менше ніж 1 нм; тільки експериментальні зразки)
Технології, які дозволяють покращити техпроцес:
Імерсійна літографія
Альтернативні способи
«Вибуховий» (зворотна фотолітографія). При його використанні шар матеріалу наноситься на шар засвіченого і протравленого фоторезисту, після чого залишки фоторезисту видаляються, виносячи з собою ділянки шару матеріалу, під якими був фоторезист.
Використовують для виготовлення малюнків з матеріалів, які погано травляться або травники дуже токсичні. «Випалювання». Необхідні вікна в полімерному шарі руйнуються під впливом потужного випромінення, яке випаровує плівку або пропалює сам матеріал наскрізь. Використовують для виготовлення малотиражних офсетних форм і в деяких системах різографії.
Див. також Фоторезист Рентгенівська літографія Нанолітографія Термохімічна нанолітографія Електронна літографія
Література Методи нанолітографії / В. В. Петров, А. А. Крючин, Ю. А. Куницький та ін. ; [відп. ред. О. Г. Додонов] ; НАН України, Ін-т проблем реєстрації інформації. – Київ : Наук. думка, 2015. – 262 с. : іл. – (Проєкт "Наукова книга"). – Бібліогр.: с. 238-258 (326 назв). – ISBN 978-966-00-1467-1