Fotolitografi

Özellikle bu sıralar çok fazla, konusu geçtiği için biraz irdeleme vaktinin geldiğini düşünüyorum. Gelin, çipleri ürettiğimiz makinelerin ne olduğuna biraz daha yakından bakalım.

Tarih

Eğer havalı bir şekilde girmek istiyorsak, kelime kökeni ile başlayalım. Yunancadan gelen kelime, sırasıyla 'ışık'-'taş'-'yazı' kökenlerinden oluşur. Ancak unutmamakta fayda var, litografi bir sanattır fotolitgrafi... Teknoloji severlere göre sanattır.

Köken olarak bu kadar eski bir şeyin, pekte yeni olmasını beklemek olmaz tabii. İlk fotolitografi denemeleri 1800'lü yılların başına denk geldiği söylenir. Fotolitografinin bu dönem hayatımıza girmesinin sebebi ise litografiye meraklı ancak bu alanda yeteneksiz olan, Fransız Nicéphore Niépce'den başkası değildir. Litografiyi çok sevse bile beceremeyen Niépce, yine aynı dönem tanıştığı "camera obscura" ile meraklı olduğu litografiyi harmanlamaya çalışır.

Niépce'nin başarısız olsa bile vazgeçmeden yıllarca çalıştığı söylenir.
1816 yılında yazdığı bir mektupta başarısız olsa bile büyük bir ilerleme kaydettiği görüldü. 1816 tarihli mektubunda Niépce gümüş klörür ile kaplı kağıtlarda 'kamera görüntüleri' yakalamaya çalışıyordu. Işık yönünden başarısız olsa bile görüntü yakalamıştı ancak yakaladığı görüntülerde karanlık olması gereken yerler aydınlık, aydınlık olması gereken yerler karanlık oluyordu.

Niépce çözüm için maddelerin ışık ile olan ilişkilerini inceledi ve o dönem için en uygun maddeyi buldu, 'Bitumen of Judea' (aynı zamanda ilk fotorezist sayılır). Doğal olarak oluşan bir tür asfalt olan Bitumen of Judea Niépce için doğru malzeme oldu. Niépce bitümü lavanta yağı ile çözdükten sonra bir litografi taşı, metal ya da cam levhaya kaplar. Kaplama kuruduktan sonra Güneş ışığına maruz bırakılır ve evet... Bu işlem ile Niépce tarihin ilk fotografi işlemini yapmış oldu. Bu yaptığı işleme "Güneş Çimizi" anlamına gelen "Heliography" dedi ve 1822 yılında dönemin Papa'sının görüntüsünü almasıyla onaylanmış, 1825 yılında yaptığı eserler ise günümüze kadar korunmuştuır. Niépce hem tarihin en eski fotoğrafını "yapay" şekilde oluşturdu, hem de bugün 'sanat' diyebileceğimiz fotolitografinin temellerini bilmese bile atmış oldu.

Evet, yine kalbi kırık bir adam sayesinde.

Devam etmek gerekirse, bitümen ışığa duyarlılık açısından zayıf ve daha çok uğraş gerektiriyordu. Ancak ucuz maliyeti sebebiyle zamanla çıkan alternatifllerine meyden okumayı başarmıştır. Bitümenin tahta kalışı 20. Yüzyıla kadar sürmüş, 1940 yılında Oskar Süß DNQ kullanarak yeni bir pozitif fotorezist oluşturdu ve bu süreçten sonra bir maglev edasıyla gelişmeler hızlandı.

1954 yılında Louis Plambeck Jr. plaka yapım sürecinde adımları hızlandıracak yeni bir tip yöntem geliştirmesi ile fotorezist ve plakalar hızlandı, endüstrinin oluşma süreci de.

1952 yılında Amerikan Ordusu Jay W. Lathrop ve James R.Nall'ı bir proximity fuze içine elektronik devreleri daha efektif şekilde nasıl sığdırabiliriz sorusunun cevabını bulmak için görevlendirdi. Ayrıca bu çalışma ile bugün Amerikan Ordu Araştırma Laboratuvarı olarak bildiğimiz yerin, temeli atılmış oldu.

Lathrop ve Nall çalışmalarını kısaca anlatmak gerekirse ışığa duyarlı fotorezistlerden ilham aldılar, bu işlemi transistörlerde kullanabileceklerini düşündüler ve bizim bildiğimiz ilk "ilkel" fotolitografi ortaya çıkmış oldu. Lathrop ve Nall bu yöntemle minyatür bir devre basmayı başardılar. 1958 yılı, PGED sırasında transistörlerin fotoğrafik tekniklerle üretiminin başarıldığını ve bunun hakkında yazılan ilk makeleyi duyurdular. Bu işlem için ise "photolithography" (fotolitografi) terimini literatüre soktular. 1959 yılında Lathrop ve Nall ikilisinin çalışması patentlendi ve bilmeseler bile... Bugün bir "sanat" diyeceğimiz ve hayatımızın her noktasına girecek yarı iletkenler için üretim şeklini belirlemiş oldular.

Komik olacak ek bir bilgi, Lathrop ve Nall ikilisi "fotolitografi" ismini kulaklarına 'yüksek-teknoloji!' olarak geldiği için seçmişler. Biraz kafadan kırık olmadan bir şeyler bulunmuyor tabii.