Τι εξοπλισμό χρειάζεστε για τη λιθογραφία;

Ο εξοπλισμός που απαιτείται για τη λιθογραφία εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την εκτέλεση της κλίμακας και του τύπου λιθογραφίας. Υπάρχει μια τεράστια διαφορά μεταξύ μιας απλής διαδικασίας χόμπι και του εξελιγμένου εξοπλισμού που χρησιμοποιείται στην κατασκευή ημιαγωγών. Ακολουθεί μια κατανομή που κατηγοριοποιείται κατά κλίμακα:

i. Χόμπι/Εκπαιδευτική Λιθογραφία (π.χ., Φωτοτροφική Χάραξη σε PCB):

* μάσκα: Ένα διαφανές υλικό (γυαλί, πλαστικό) με αδιαφανές μοτίβο που καθορίζει τις περιοχές που πρέπει να χαράσσονται. Μπορεί να δημιουργηθεί με εκτυπωτές λέιζερ και φιλμ διαφάνειας ή αγοράζεται προκατασκευασμένο.

* Φωτοτροφείο: Ένα ευαίσθητο στο φως πολυμερές που αλλάζει τις ιδιότητές του (διαλυτότητα) όταν εκτίθεται σε υπεριώδη φως. Ο θετικός φωτοαντιγραφικός διαλύεται στον προγραμματιστή * μετά από * UV έκθεση. Ο αρνητικός φωτοαντιγραφικός διαλύεται * πριν από την έκθεση σε υπεριώδη ακτινοβολία.

* UV Light Source: Μια λάμπα UV ή μια απλή μονάδα έκθεσης UV (συχνά ένα κουτί με λάμπα UV). Ο χρόνος έντασης και έκθεσης είναι κρίσιμος.

* υπόστρωμα: Το υλικό που χάρατε (π.χ. ένα PCB, ένα δίσκο πυριτίου). Αυτό θα πρέπει να καθαριστεί διεξοδικά.

* προγραμματιστής: Ένα χημικό διάλυμα που αφαιρεί τον εκτεθειμένο ή μη εκτεθειμένο φωτοανθεκτικό ανάλογα με τον τύπο του.

* Etchant: Ένα χημικό διάλυμα που χαράζει τις εκτεθειμένες περιοχές του υποστρώματος (π.χ. χλωριούχο σιδήρου για χαλκό, ΚΟΗ για πυρίτιο).

* Προμήθειες καθαρισμού: Ακετόνη, ισοπροπυλική αλκοόλη (IPA) κ.λπ., για τον καθαρισμό του υποστρώματος και την αφαίρεση υπολειπόμενου φωτοανθεκτικού.

* Γάντια και γυαλιά ασφαλείας: Απαραίτητο για το χειρισμό των χημικών ουσιών.

* καυτή πλάκα (προαιρετική): Για καλύτερη πρόσφυση φωτοανθεραπείας ή ταχύτερη ανάπτυξη.

ii. Επαγγελματική/Βιομηχανική Λιθογραφία (π.χ., παραγωγή ημιαγωγών):

Ο εξοπλισμός εδώ είναι πολύ πιο περίπλοκος και ακριβός, με περιβάλλοντα καθαρού και εξειδικευμένου μηχανισμού:

* Φωτόμωση: Εξαιρετικά ακριβείς και ακριβές μάσκες που δημιουργήθηκαν χρησιμοποιώντας προηγμένες τεχνικές.

* Stepper/Scanner: Ένα εξαιρετικά εξελιγμένο μηχάνημα που προβάλλει το μοτίβο από τη φωτομέτιδα πάνω στο δίσκο με εξαιρετικά υψηλή ακρίβεια. Αυτός είναι ο πυρήνας της λιθογραφικής διαδικασίας στην κατασκευή ημιαγωγών. Αυτά τα μηχανήματα είναι απίστευτα μεγάλα και πολύπλοκα, κοστίζοντας δεκάδες εκατομμύρια δολάρια.

* Σύστημα έκθεσης: Παρέχει την υπεριώδη (ή άλλη) πηγή φωτός για το βήμα/σαρωτή. Αυτό συχνά περιλαμβάνει εξειδικευμένα λέιζερ και οπτικά συστήματα.

* Συστήματα χειρισμού πλακιδίων: Τα ρομπότ και τα αυτοματοποιημένα συστήματα για τη μετακίνηση και το χειρισμό δισκίων μέσω των διαφόρων σταδίων επεξεργασίας.

* Σύστημα ευθυγράμμισης: Εξασφαλίζει την ακριβή ευθυγράμμιση του μοτίβου μάσκας με προηγούμενα στρώματα με μοτίβο στο δίσκο (κρίσιμη για τις δομές πολλαπλών στρώσεων).

* Coat/Develop/Inspect Systems: Τα αυτοματοποιημένα συστήματα για την εφαρμογή φωτοαντιστάτη, την ανάπτυξη του και την επιθεώρηση των αποτελεσμάτων.

* Σύστημα χάραξης: Υψηλά ελεγχόμενα συστήματα για τη χάραξη των εκτεθειμένων περιοχών του δίσκου. Αυτό μπορεί να περιλαμβάνει χάραξη πλάσματος ή υγρή χημική χάραξη.

* Περιβάλλον Cleanroom: Ένα εξαιρετικά ελεγχόμενο περιβάλλον για την πρόληψη της μόλυνσης των πλακιδίων.

* Εξοπλισμός Μετρολογίας: Εξελιγμένος εξοπλισμός για τη μέτρηση και τον χαρακτηρισμό των χαρακτηριστικών που δημιουργήθηκαν στο δίσκο.

* Σύστημα αποθήκευσης και επεξεργασίας δεδομένων: Μαζικά συστήματα ηλεκτρονικών υπολογιστών για τον έλεγχο του εξοπλισμού και την αποθήκευση και την επεξεργασία των τεράστιων ποσοτήτων δεδομένων που παράγονται.

Εν ολίγοις, ο εξοπλισμός που απαιτείται για τη λιθογραφία κυμαίνεται από απλά και φθηνά εργαλεία για τους χομπίστες σε εξαιρετικά εξελιγμένα και δαπανηρά μηχανήματα για την κατασκευή ημιαγωγών μεγάλου όγκου. Οι ειδικές απαιτήσεις εξαρτώνται εξ ολοκλήρου από την εφαρμογή και το επιθυμητό επίπεδο ακρίβειας.