Fotolitografia

Platnička sa na začiatku zohreje na teplotu, ktorá dostačuje na to, aby sa zaistilo odstránenie zostatkovej vlhkosti substrátu. Potom sa platničky chemicky čistia (aj s pomocou ultrazvuku), aby sa zaistilo odstránenie akejkoľvek organickej alebo anorganickej kontaminácie materiálu. Na očistené platničky sa nanáša chemická látka, ktorá zabezpečí veľkú priľnavosť fotorezistu na substrát. Vrchná vrstva platničky reaguje s látkou zvyšujúcou priľnavosť a vytvára tak vrstvu s vysoko vodu-odpudivými vlastnosťami. Táto vrstva zabraňuje akémukoľvek následnému prenikaniu vlhkosti medzi fotorezist a povrch substrátu, čím by vznikali nežiaduce deformácie v tvare a štruktúre obvodu.

Na platničku je fotorezist nanášaný takzvaným rotačným rozprašovaním. Na platničku je rozprášený tekutý roztok fotorezistu a následnou rotáciou platničky rýchlosťou 1200 až 4800 ot./min po dobu 30 až 60 sekúnd dochádza k rovnomernému rozmiestneniu fotorezistu po celej ploche v hrúbke 0,5 až 2,5 μm. Dosahovaná odchýlka v hrúbke fotorezistu je v intervale 5 až 10 nm. Táto minimálna odchýlka vychádza z praktického využitia mechaniky kvapalín. Nadbytočné vrchné vrstvy fotorezistu sú vysokou rotačnou rýchlosťou odstraňované z povrchu platničky, zatiaľ čo spodná vrstva fotorezistu je vplyvom vnútorných síl v kvapaline priľnutá ku vrstve substrátu a radiálne sa rozteká po povrchu platničky. Záverečná hrúbka vrstvy fotorezistu je tiež determinovaná rýchlosťou vyparovania rozpúšťadla obsiahnutého vo fotoreziste. Fotorezistom pokryté platničky sú zohrievané za spomínaným účelom odparenia rozpúšťadiel po dobu 30 až 60 sekúnd pri teplote 90 až 100 ˚C.

Po zohriatí sú platničky s fotorezistom vystavené intenzívnemu svetlu prechádzajúcemu cez masku obvodu. Optická fotolitografia spravidla využíva ultrafialové žiarenie. Po ožiarení je nutné aby platničky prešli ďalším vypálením, ktoré pomáha redukovať fenomén stojatej vlny spôsobený interferenciou svetla. Poznáme dva druhy rezistov – pozitívne a negatívne. Pozitívne rezisty (napríklad PMMA) sú UV žiarením degradované a stávajú sa tak menej odolné voči vývojke. Naopak, negatívne rezisty (napríklad SU-8) sú UV žiarením sieťované a teda sa stávajú odolnejšími. Následne sú platničky vkladané do chemického roztoku nazývanom „vývojka“. Miesta, ktoré boli osvietené UV žiarením prechádzajúcim maskou sa vplyvom chemickej reakcie vo vývojke odplavia (pozitívne rezisty), resp. miesta, ktoré neboli osvietené sa odplavia (negatívne rezisty). Vývojky boli pôvodne na báze hydroxidu sodného, ale vzhľadom na to, že sodíkové katióny spôsobovali v obvodoch MOSFET zhoršovanie izolačných vlastností brán v tranzistoroch a následné nežiaduce zmeny prahového napätia obvodu, začali sa využívať vývojky na báze roztokov neobsahujúcich kovové ióny, ako napríklad hydroxid tetrametylamoniaku (TMAH). Potom sa platničky opäť vypaľujú zvyčajne na teplote 100 až 180˚C po dobu 1 až 30 minút (v závislosti na použitom reziste).

Miesta, ktoré nie sú zakryté fotorezistom je možné odstrániť leptom s cieľom vytvárať rôzne štruktúry. Proces leptania je možné previesť tzv. „mokrým“ alebo „suchým“ spôsobom (plazma). Kontaktom zlúčeniny určenej na leptanie s miestami, ktoré nie sú chránené fotorezistom dochádza k odstraňovaniu ich vrchných vrstiev. Mokrý spôsob je vlastne klasický chemický lept – platnička je ponorená do roztoku leptadla alebo leptadlo je rozprašované na platničku. Povrch platničky chemicky reaguje s leptadlom a vznikajú rozpustné alebo plynné zlúčeniny. Príkladom na mokrý lept je napríklad lept kremíka alebo oxidu kremičitého kyselinou fluorovodíkovou, či lept vrstvy chrómu na maskách dusičnanom amónno-ceričitým. Existuje viacero spôsobov leptu v plazme, napríklad lept reaktívnymi iónmi (RIE, z angl. Reactive Ion Etching). Potom ako fotorezist splnil svoju úlohu sa odstraňuje chemickým rozpúšťaním (pre PMMA sa napríklad používa acetón). Alternatívou je odstraňovanie fotorezistu kyslíkovou plazmou, ktorá spôsobuje jeho oxidáciu.