Stepper

Antes de los steppers, las obleas estaban expuestas a alineadores de máscara. Los elementos que más tarde se crearon en los circuitos integrados son reproducidos en un patrón de zonas transparentes y opacas en la superficie de una placa de cuarzo llamado máscara fotográfica o retícula. El stepper pasa la luz a través de la retícula, formando una imagen del patrón de esta. La imagen es enfocada y reducida por una lente, y se proyecta sobre la superficie de un oblea de silicio que está cubierta con resina fotosensible.

Después de la exposición en el stepper, la oblea recubierta se desarrolla como una película fotográfica, lo cual hace que el material fotosensible se disuelva en determinadas zonas según la cantidad de luz que las zonas han recibido durante la exposición. Estas áreas con y sin material fotosensible reproducen el patrón en la retícula. La oblea desarrollada es entonces expuesta a ácidos u otras sustancias químicas. El ácido expulsa el silicio en las partes de la oblea que ya no están protegidas por el recubrimiento de resina fotosensible. Se utilizan otros productos químicos para cambiar las características eléctricas del silicio en las áreas desnudas. Entonces la oblea es limpiada y recubierta con resina fotosensible, a continuación se pasa a través del stepper de nuevo en un proceso que crea el circuito sobre el silicio, capa por capa. El proceso entero es llamado fotolitografía o ingeniería de foto.

Cuando la oblea es procesada en el stepper, el patrón de la retícula (el cual puede contener un número de patrones de chip individuales) es expuesto repetidamente por encima de la superficie de la oblea en una cuadrícula. El stepper recibe su nombre del hecho de que mueve la oblea de un lugar a otro. Esto se consigue a través de mover la oblea adelante y atrás y de izquierda a derecha bajo la lente del stepper. Las generaciones anteriores de equipamiento fotolitográfico exponían la oblea entera a la vez; un stepper, sin embargo, trabaja sobre una área limitada, pero es capaz de conseguir una resolución más alta.

Desde 2008 la mayoría de los patrones más detallados en la fabricación de circuitos integrados son transferidos utilizando un tipo de stepper llamado escáner, el cual mueve la oblea y la retícula, una respecto de la otra, durante la exposición, como manera de incrementar el tamaño del área expuesta y aumentando el rendimiento de la imagen de la lente.

Un stepper típico tiene los siguientes subconjuntos: cargador de obleas, etapa de oblea, sistema de alineación de la oblea, cargador de la retícula, etapa de la retícula, sistema de alineación de la retícula, lente de reducción y sistema de iluminación. Los programas de proceso por cada capa impresa en la oblea son ejecutados por un sistema de control que se encuentra centrado en un ordenador que almacena el programa de proceso, lo lee, y comunica con los diversos subconjuntos del stepper a la hora de llevar a cabo las instrucciones del programa. Los componentes del stepper son contenidos en una cámara sellada la cual se mantiene a una temperatura precisa para impedir distorsiones en la impresión de patrones que podrían ser causadas por la expansión o contracción de la oblea debido a variaciones de temperatura. La cámara también contiene otros sistemas que permiten el proceso, como aire acondicionado, fuentes de alimentación, tableros de control por los diversos componentes eléctricos y otros.