Makrofotograafia

Makrofotograafia juures on kõige olulisem lähivõtete jäädvustamine. See toob välja inimsilmale nähtamatud tekstuurid ja tõstab esile detailides peituvat ilu. Makrovõtete harjutamiseks ei ole teil vaja kaugele reisida. Ka igapäevased objektid saavad lähivaates täiesti uue mõõtme, seega piisab testimiseks ka teie aiast või kohalikust pargist.

1. Millist komplekti on makrofotograafiaks vaja?

Mitmed objektiivid suudavad lähivõtteid küll jäädvustada, kuid ainult tõeline makroobjektiiv pakub vähemalt 1 : 1 või elusuuruses suurendust. See tähendab, et kui kaamera on asetatud minimaalsesse teravustamiskaugusesse, on sensori kuvatav pilt sama suur kui subjekt ise.

Sellistel objektiividel on minimaalne teravustamiskaugus väga väike, mis võimaldab teil liikuda lähemale ja jäädvustada väikestest subjektidest kaadrit täitvaid pilte. Näiteks suudab Canon EF-S 35mm f/2.8 Macro IS STM objektiiv teravustada kuni 3 cm kaugusele. See objektiiv sisaldab ka nutikat sisseehitatud Macro Lite’i LED-välklampi, mis kompenseerib kaamera lähedal hoidmise tõttu subjektile tekkinud varje. Kui teil on EOS M seeria kaamera, nagu Canon EOS M50 või Canon EOS M6 Mark II, pakub Canoni objektiiv EF-M 28mm f/3.5 Macro IS STM samasugust Macro Lite’i funktsiooni.

Kui tahate proovida oma kätt makrofotograafias enne spetsiaalse objektiivi ostmist, võite kasutada lisatarvikuid, mis on mõeldud suurendama standardse objektiivi suumimisvõimekust. Näiteks, kui kinnitate ühilduva objektiivi külge Canoni vaherõnga EF 25 II või Canoni vaherõnga EF 12 II, saate teravustada lähemale kui tavaliselt. Sarnase tulemuse saavutate siis, kui kinnitate objektiivi eesmise filtrikeerde külge Canoni lähivõtte objektiivi 250D 58mm või Canoni lähivõtte objektiivi 500D 77mm.

Olenemata sellest, millist rada pidi te makrofotograafia maailmas liigute, on kaamera värisemise mõju sedavõrd suurem, mida lähemale oma subjektile liigute. Teravamate tulemuste saavutamiseks kasutage statiivi või muud sarnast tuge.

2. Kuidas seadistada kaamerat makrovõtete jaoks?

Paljudel EOS-kaameratel on spetsiaalne lähivõtterežiim. Kui soovite aga suuremat loomingulist kontrolli, seadistage oma kaamera ava prioriteediga (Av) või käsitsi (M) režiimile. Mõlemad võtterežiimid võimaldavad teil ise valida ava, millel oleks nii makrofotograafia kui ka säriaja välimusele ja tunnetusele suurem mõju.

Kõige kergem on alustada ava prioriteediga režiimiga, kuna kaamera määrab vastavalt teie valitud avale automaatselt säriaja, mis tagaks tasakaalus särituse. Kui soovite kaamera seadistusi ise kontrollida, siis lülitage sisse käsitsi režiim.

3. Meie kasutatud süsteemi eelised (EOS 77D + 35mm f/2.8 Macro)

Tehtud järgmisega: Canon EOS 77D + EF-S 35mm f/2.8 Macro IS STM

• f/4.5
• 1/320
• 100

Makroobjektiivi ja Canoni kaamera EOS 77D 24,2-megapikslilise sensori kombinatsioon võimaldab nõelteravalt jäädvustada selle kärbse jalgadel olevaid karvu ja suuri punaseid silmi.

Canon EOS 77D on makrofotograafia jaoks suurepärane valik. Kaamera 24,2-megapiksline CMOS-sensor suudab salvestada vapustavalt detailset pilti ja selle muudetava nurgaga puuteekraan võimaldab hõlpsalt töötada ka ebatavaliste nurkade alt. Näiteks võite jäädvustada maailma läbi vihmaussi silmade, pildistades hästi maad ligi.

Selleks et saaksite oma makroobjektiivist ja suure eraldusvõimega CMOS-sensorist viimast võtta, on oluline hoida kaamerat säritamise ajal täiesti paigal. Isegi väike vibratsioon võib pildikvaliteeti rikkuda, seega tasub kasutada kas viiteaega või fikseerida oma kaamera statiivi külge. Canoni objektiivil EF-S 35mm f/2.8 Macro IS STM on pildistabilisaator, mis on suurepärane abiline, kui jäädvustate liikumise ajal, kuid mis tuleb statiivi kasutamisel välja lülitada. Pildistabilisaatori sisemine mehhanism on loodud kompenseerima mis tahes liikumist, kuid staatilise oleku puhul võib sel olla vastupidine mõju. (Osadel objektiividel on statiivi tuvastamise funktsioon, kuid kindlam on pildistabilisaator ise välja lülitada. Eriti oluline on see pika säriaja puhul.)

Selleks et mehaanilisi vibratsioone veelgi vähendada, võite aktiveerida kaamera peegli lukustuse funktsiooni või kasutada kaamera reaalajavaadet, et peegel automaatselt oma kohale lukustuks. Lisaks võite kasutada Canoni kaamera EOS 77D Wi-Fi ühendust, et kontrollida kaamerat eemalt läbi Canoni rakenduse Camera Connect, mis on installitud teie nutitelefoni või tahvelarvutisse.

4. Ava

Väiksem f-number tähendab seda, et tigu jääb fookusesse ja taust pehmelt häguseks.

Teie ava valik mõjutab välja sügavust või seda, kuivõrd teravana teie makrosubjektid tunduvad. Väiksemad f-numbrid, nagu f/2.8 ja f/4, toodavad madalama väljasügavuse (ainult väike ala on teravustatud), samal ajal kui suuremad f-numbrid, nagu f/11 ja f/16, tagavad suurema väljasügavuse (subjekt on rohkem fookuses).

Lähifotograafias võib isegi suur väljasügavus tähendava vaid paari millimeetrit, seega teravustamise juures ei ole suurt eksimisruumi. Tõenäoliselt jääb taust hägusaks nagunii, kuid väiksema ava (suurem f-number) puhul saate tagada, et teie subjektist jääks selgeks võimalikult suur osa. Suurem ava (väike f-number) võimaldab teil teravustada subjekti väiksemaid osasid, jättes kõik muu fookusest välja.

5. Säriaeg

Tehtud järgmisega: Canon EOS 77D + EF-S 35mm f/2.8 Macro IS STM

• f/2.8
• 1/1300
• 800

Selle avaga kaasnev madal väljasügavus loob väga kitsa teravustamisala, mistõttu jäävad lehe osad fookusest välja.

Ava muutmisel tuleb püsiva säritamisel nimel muuta kas säriaega või ISO-valgustundlikkust. Samas võib ISO muutmine mõjutada pildikvaliteeti, mistõttu on mõistlik enne ISO-valgustundlikkuse puudutamist leida enda loomingulisele eesmärgile vastav ava ja säriaeg.

Kuidas see töötab? Mida suurem on f-number, seda väiksemaks muutub objektiivi ava. Selle tulemusel siseneb kaamerasse vähem valgust, mistõttu peab säriaeg olema aeglasem, et lõpptulemus liiga pime ei oleks. Kui valite väiksema f-numbri, muutub objektiivi ava suuremaks, mistõttu peab säriaeg olema kiirem, et lõpptulemus liiga ere ei oleks.

Võib tunduda kummaline, et väiksem f-number (nt f/4) tekitab suurema ava ja suurem f-number (nt f/16) väiksema ava, kuid võibolla aitab teid see, kui mõtlete f-numbritest kui murdudest: 1/4 on suurem kui 1/16.

Ülaltoodud võte on tehtud avaga f/2.8, mis on väikseim, mida Canoni objektiiv EF-S 35mm f/2.8 Macro IS STM pakkuda suudab. Nagu te näha võite, siis selle ava madal väljasügavus tekitab väiksema teravustamisala ja ilusa taustahägu.

6. ISO

ISO-valgustundlikkuse seadistamine võimaldab teil kombineerida väiksemat ava ja kiiremat säriaega.

Parima kvaliteedi saavutamiseks kasutage väiksemat ISO-valgustundlikkust, nagu ISO 100, ISO 200 ja ISO 400. Kui kasutate väikest ava või valgustingimused on nõrgad, võib eelmainitud ISO-seadistuste puhul säriaeg liiga aeglaseks muutuda.

ISO-valgustundlikkuse suurendamine võimaldab teil kasutada küll kiiremat säriaega, kuid sellega võib kaasneda ka suurem pildimüra. Selle vähendamiseks võite suurendada kaamera kõrge ISO-valgustundlikkuse müravähenduse tugevust. Saate seda teha kaamera punase jäädvustamise menüü kaudu.

7. Loomingulisus

Tehtud järgmisega: Canon EOS 77D + EF-S 35mm f/2.8 Macro IS STM

• f/2.8
• 1/320
• 400

Sellise ava puhul (f/2.8) jääb bambusevars fookusesse ja taust häguseks.

Üks makrofotograafia eeliseid on see, et saate luua suurepäraseid pilte otse oma kodu lävepakult. Isegi igapäevased objektid muutuvad huvitavateks, kui näitate neid uues valguses. Lisaks saate katsetada erinevaid kaamera seadistusi.

Kõige lihtsam on eksperimenteerida avaga. Ülaltoodud näites oli avaks määratud f/2.8. Sel pildil on pehme ja hägune taust, kuid esiplaanil olev bambuse vars on ideaalselt terav.

Tehtud järgmisega: Canon EOS 77D + EF-S 35mm f/2.8 Macro IS STM

• f/5
• 1/160
• 400

Ava vähendamine tagab detailsema tausta.

Järgmine pilt (ülal) on tehtud seadistusega f/5. Võrreldes pildiga, mille f-number oli f/2.8, on selle taustal rohkem detaile.

Tehtud järgmisega: Canon EOS 77D + EF-S 35mm f/2.8 Macro IS STM

• f/8
• 1/80
• 400

Vähendades ava veelgi rohkem, tuleb taustal rohkem detaile nähtavale.

Viimane ülaltoodud pilt on tehtud veelgi väiksema avaga – f/8. Säritus sarnaneb teiste võtetega, kuid taustal on näha veelgi rohkem detaile. See näitab, kuidas isegi väikesed erinevused muudavad makrofotograafia lõpptulemust.

Sügis on suurepärane aeg makrofotograafiaga tegelemiseks. Sel ajal, kui roheline asendub pruuniga ja loodus valmistub talveuneks, saate teie avastada detailides peituvat ilu. Teil tuleb vaid koduuksest välja astuda ja asja lähemalt uurida.

Nõuanded säriaja kasutamisel

aamera säriaja muutmisega saab muuta kogu pildi säritust. Kuid sel on ka loomingulisi kasutusvõimalusi, lubades teil kontrollida piltidel tekkiva hägu ulatust.

Selles artiklis toome välja viis nõuannet säriaja kasutamiseks ja tegevusfotograafia täiustamiseks. Kasulikku teavet leiavad nii need, kes EOS M peeglita kaameraga spordipäeva jäädvustavad, kui ka need, kes EOS digipeegelkaameraga motosporti pildistavad.

1. Kontrollige oma säriaega

Tehtud järgmisega: Canon EOS 90D + EF-S 18-135mm f/3.5-5.6 IS STM

• f/22
• 83"
• 100

Selleks, et kontrollida kaamera säriaega ise, aktiveerige kaameras säriaja etteandega režiim (või Tv, mis märgib valitud aega (Time Value)).

Enamikul EOS kaameratest on stseenirežiimide all spordirežiim, mis kohandab kaamera säritust ja teravustamise seadeid automaatselt nii, et need sobiksid liikuvate subjektide jäädvustamiseks. See tagab küll suurepärase tulemuse, kuid loominguliste piltide loomiseks, kindla efekti kasutamiseks või teatud tingimustele reageerimiseks (nt kauguses kiiresti liikuva subjekti käest pildistamiseks) vajate suuremat kontrolli.

Selleks, et kontrollida kaamera säriaega ise, aktiveerige kaameras säriaja etteandega režiim (või Tv, mis märgib valitud aega (Time Value)). Säriaega saab muuta, kui keerate kaamera valimisketast või kasutate puuteekraani, mis on saadaval paljudel EOS kaameratel, sh Canon EOS M6 Mark II ja Canon EOS 90D. Teie kaamera kohandab automaatselt ava suurust, et tagada standardset säritust. EOS kaamerate kiireim säriaeg on kas 1/4000 s või 1/8000 s ja pikim automaatselt seadistatav säriaeg on 30 sekundit.

2. Vältige kaamera värinat

Säriaja valimisel tuleb arvestada kahe asjaga: kas see on piisavalt kiire, et vältida käes hoitava kaamera liigutamisel tekkivat hägu (kaamera värin), ja kui suur on subjekti liikumiskiirus.

Säriaeg, millega kaamera värinat ennetada, sõltub mitmest faktorist. Näiteks sõltub see sellest, kas objektiivis on olemas sisseehitatud pildistabilisaator, ja kas ilm on väga tuuline. Kõige olulisem on aga objektiivi fookuskaugus. Mida rohkem te sisse suumite, seda märgatavamaks iga värin muutub.

Üldine reegel ütleb, et tuleb valida säriaeg, mis vastaks efektiivsele fookuskaugusele, või siis sellest kiirem. Seega tuleb 50 mm fookuskauguse puhul kasutada 1/50 s või kiiremat säriaega ja 200 mm puhul 1/200 s või kiiremat säriaega. Kui see on korras, tuleb jälgida subjekti liikumiskiirust – lugege edasi!

3. Külmutage liikumine kiirema säriajaga

Liikuva subjekti külmutamiseks vajalik säriaeg sõltub subjekti ja kaamera vahelisest kaugusest, liikumise suunast ja kiirusest. Tõenäoliselt vajate kiiremat säriaega kui esialgu arvasite. 1/250 s säriaeg külmutab aeglaselt liikuva subjekti (nt kõndiva inimese), samal ajal kui jooksva inimese jäädvustamiseks on vaja 1/500 kuni 1/1000 s säriaega. Kui tahate jäädvustada lendavaid linde või kihutavaid autosid, vajate 1/1000 või isegi 1/4000 s säriaega.

Võrrelge neid kaht pilti. Näete, et 1/200 s säriaja kasutamisel on nii ratas kui ka sõitja hägusad, mis annab küll edasi liikumise tunnet, kuid ei võimalda teil vaadata detaile. Samal ajal on 1/1000 s säriaja puhul tegevus külmutatud ja detailid teravad.

Tehtud järgmisega: Canon EOS 90D + EF-S 10-18mm f/4.5-5.6 IS STM

• f/5.6
• 1/1000
• 1250

Kiiremate säriaegade kasutamiseks olge valmis suurendama ISO-valgustundlikkust, eriti siis, kui jäädvustate sporti ja loodust.

4. Olge panoraamilisel loomingulised

Tegevuse külmutamisega võib kaasneda üks negatiivne aspekt – nimelt ei pruugi tegevus enam tegevusena näida. Liikuvate subjektidega pildid paistavad dünaamilisemad siis, kui subjekt on terav, kuid taust on hägune. Selle efekti saavutamiseks veenduge, et säriaeg oleks hägu tekitamiseks piisavalt aeglane, ja seejärel liigutage kaamerat, järgides subjekti liikumise kiirust. Seda kutsutakse panoraamimiseks.

Tehtud järgmisega: Canon EOS 90D + EF 70-300mm f/4-5.6 IS II USM

• f/8
• 1/100
• 1600

Panoraamimise kasutamine liikuvate subjektide järgimisel loob hägusa tausta ja muudab tegevuse dünaamilisemaks.

Kasutatav säriaeg sõltub sellest, kui kiiresti subjekt liigub ja kui tugevat hägu te soovite. Selleks et jäädvustada subjekti selgelt, seadistage automaatteravustamisrežiim kas AI-servoteravustamise või servoteravustamise režiimile. See võimaldab kaameral kohaneda vastavalt fookuses oleva subjekti liikumisele. Sisseehitatud optilise pildistabilisaatoriga objektiiv aitab kompenseerida kaamera horisontaalsel liigutamisel tekkivat vertikaalset värinat ja vastupidi. Kui teie objektiivil on pildistabilisaatori režiimilüliti, siis aktiveerige panoraamimiseks 2. asend. Selle seadistuste puhul aitab kaamera stabiliseerida vertikaalset liigutamist, kuid jätab alles horisontaalsel liigutamisel tekkiva hägu.

5. Liikumise hägustamiseks kasutage aeglasemat säriaega

Kui kaamera on kinnitatud statiivile ja kasutatakse pikka säritust (aeglast säriaega), muutuvad liikuvad subjektid – nagu lained – hägusaks.

Kui soovite pilti hägustada, võite kasutada pikemat kui ühesekundilist säritust. Ülesärituse ennetamiseks tuleks kasutada aga kitsamat ava (suuremat f-numbrit, nagu f/16 või f/22), väiksemat ISO-valgustundlikkust või ND-filtrit, mis piiraks kaamerasse tuleva valguse hulka. Pärast seda saate kaamerat säritamise ajal kas ise liigutada (hägustades terve pildi) või kasutada statiivi, mille abil jäävad hägusaks ainult kaadris liikuvad osad. Viimane tehnika sobib hästi lainete ja voolava vee pehmendamiseks või linnapildis liikuvate autode ja inimeste hägustamiseks.

Pikema kui 30-sekundilise särituse puhul kasutage aegvõtet. Osadel Canoni kaameratel on režiimikettal B-seadistus, samal ajal, kui teiste puhul tuleb aktiveerida M-režiim (Manual, käsitsi) enne, kui säriaegade valikusse ilmub aegvõtte režiim. Kasulikuks võib osutuda ka kaugjuhtimispult või juhtmega pult, millega saab ennetada päästikunupu vajutamisel tekkivat värinat. Lisaks nendele valikutele võite kasutada ka rakendust Canon Camera Connect, millega saate kontrollida oma kaamerat nutitelefoni kaudu.

Pooljuhttehnoloogia

• Pooljuhttehnoloogia on mikroelektroonika valdkond, mis tegeleb pooljuhtseadiste, sealhulgas integraallülituste projekteerimise ja valmistamisega.

CMOS-transistori struktuuri näide (2000ndetast aastatest)

Pooljuhttehnoloogia protsessid võivad olemuselt olla nii füüsikalised kui ka keemilised. Näiteks rakendatakse keemilist pinnet (pinnakatmist), söövitust ja pinnapuhastust, aga ka füüsikalist pinnet ja puhastust, ionisatsiooni, samuti füüsikalis-keemilisi protsesse, nagu fotolitograafia ja keemilis-mehaaniline poleerimine, ning ka termilisi protsesse.

Vajalike omadustega kihtide loomiseks rakendatakse epitaksiat: aluskristallile kasvatatakse selle kristallivõret jätkav legeeritud ränikiht.

Integraallülituse põhielement on isoleeritud paisuga väljatransistor (MOSFET). Elementidevahelise isolatsioonina, samuti dioodide ning kondensaatoritena on võimalik kasutada vastupingestatud pn-siirdeid. takistitena pn-siirete takistust. Lülitus kavandatakse nii, et see ei sisaldaks suure väärtusega takisteid ega kondensaatoreid, sest need hõivaksid palju rohkem kristallipinda kui transistorid.

Pooljuhttehnoloogia põhietepidRedigeeri

Integraallülituste valmistamisel kasutatakse alusmaterjalina – substraadina – suuri, erimenetlusel kasvatatud eriti puhtaid ränimonokristalle, mis ei või sisaldada rohkem kui ühe soovimatu lisandiaatomi miljardi räniaatomi kohta. Monokristalli silindrist (läbimõõduga 5, 15 või 30 cm) saetakse kettad paksusega alla 1 mm. Ühel kettal saab korraga valmistada sajad või tuhanded integraallülitused. Lülituse elemendid ja nendevahelised ühendused valmistatakse substraadi õhukeses, vähem kui 1 μm paksuses pinnakihis ja pinnal paljude (kuni sadade) järjestikuste tehnoloogiaetappide käigus, mida tuntakse planaarprotsessina ehk planaarmenetlusena (lad k planum ’tasapind’).

Integraallülitustega ränikettad enne kiipideks lõikamist

Räniplaadi peegelsiledaks poleeritud pinnale tekitatakse termiliselt ränidioksiidist kaitsekiht. Pinnaosadelt, kuhu on vaja manustada legeerivaid lisandeid, eemaldatakse oksiid fotolitograafiat rakendades. Kõigepealt kaetakse pind polümeerse valgustundliku materjali – fotoresisti – ühtlase kihiga. Sellele asetatakse tarviliku mustriga (läbipaistvate osadega) fotošabloon ehk mask. Ultraviolettkiirgusega säritamisel tekib mustri varjatud kujutis, mille ilmutamise järel fotoresist lahustub kohtades, mida on vaja edasi töödelda, ja polümeriseerub ülejäänud pinnal, kus moodustub happekindel kaitsekiht. Kaitsmata pinnaosadelt eemaldatakse ränidioksiid teatud paksuseni söövitamise teel.

Järgneb paisustruktuuri moodustamise fotolitograafiline protsess ja seejärel aktiivpiirkondade (lätte ja neelu) legeerimine. Legeerivaid lisandeid manustatakse ränisse kas difusioonmenetlusel tarvilikku lisandit sisaldavast gaasist kõrgel temperatuuril või ioonlegeerimise teel, mis võimaldab lisandeid täpselt doseerida. Sel juhul pommitatakse räni vaakumis ioniseeritud lisandiaatomitega; suure energiani kiirendatud ioonid tungivad kuni 1 µm sügavusele.

Seejärel toimub passiveerimine (kaitsekihi moodustamine) ning edasine fotolitograafiline struktureerimine. Avatakse oksiidikiht elektroodide ühendamise kohtadelt (väljaviikude loomiseks). Kõige peale sadestatakse juhtiv pind (nt hea juhtivusega polükristallilisest ränist), milles moodustatakse ribad integraallülituse teiste elementidega ühenduste loomiseks.

Valmis lülitused pooljuhtkettal eraldatakse üksteisest (nt. laserikiirt kasutades) kiipideks. Töökorras kiibid kinnitatakse korpuse alusele ja integraallülituse kontaktpinnad ühendatakse väljaviikudega. Lõpuks ümbritsetakse komponent hermeetilise korpusega.

MOSFETi tehnoloogilise protsessi etapid (lihtsustatult)Redigeeri

1. Aktiivpiirkondade (pais, läte, neel) moodustamine

• Oksüdatsioon (nt ränidioksiidi kiht)
• Pinna fotoresistiga katmine
• Fotolitograafiline maskeerimine (negatiivresist)
• Fotoresisti eemaldamine
• Paisuelektroodi moodustamine tagasisöövitusega
• Fotoresisti eemaldamine

2. Paisustruktuuri moodustamine

• Polüräni kihi sadestamine
• Fotoresisti pealekandmine
• Fotolitograafiline maskeerimine
• Fotoresisti ilmutamine
• Polüräni kihi söövitamine
• Resisti eemaldamine

3. Aktiivpiirkondade legeerimine ja passiveerimine

• Lätte ja neelu pindade legeerimine (dopeerimine)
• Oksiidikihiga katmine (passiveerimiseks)

Väljatransistori kanali pikkusega (lättest neeluni) väljendatakse integraaltehnoloogia arengujärke: esialgsest 3 mikromeetrist (1975) on jõutud 10 nanomeetri tehnoloogiani (2016).

Fotoresist ehk fotolakk

Fotoresist (ingl k photoresist) ehk fotolakk (saksa k Fotolack) on polümeerne valgustundlik materjal, mida kasutatakse fotolitograafia protsessides integraaallülituste ja trükkplaatide valmistamisel. Fotoresisti säritamisel (tavaliselt laseri ultraviolettkiirgusega valgustamisel) muutub selle koostis fotokeemiliste reaktsioonide tulemusel nii, et see lahustub teatud ainetes. Fotoresist kantakse töödeldavale pinnale ja säritatakse läbi fotošablooni (vajaliku mustriga maski), nii et moodustuvad lahustatavad pinnaosad (aknad) edasiseks töötlemiseks.

Olenevalt fotoresisti lahustuvusomadustest eristatakse negatiiv- ja positiivresiste.

• Negatiivresisti lahustuvus säritamisel järsult väheneb – säritatud pinnaosadel resist polümeriseerub ning muutub ilmutamisprotsessis lahustamatuks, s.t katab säritatud pinnaosad, valgustamata pinnaosadelt resist lahustub:

• Positiivresisti lahustuvus säritamisel suureneb – säritatud pinnaosadel muutub resist lahustuvaks ja ilmutamise järel eemaldatakse, nii et alles jäävad ainult säritamata (maskiga kaetud) pinnaosad.

Fotoresistide tähtsamad lähtematerjalid on polümeerid (nt polümetüülmetakrülaat, polümetüülglutarimiid) ja epoksüvaigud (nt fotolakk SU-8). Ilmutina on kasutusel näiteks tsüklopentanoon või gammabutürolaktoon,

Nanolitograafia

Nanolitograafia on nanotehnoloogia haru, mis tegeleb nanoelektroonika komponentide valmistamisega, mida kasutatakse mikroprotsessorites, mäludes, rakendusotstarbelistes mikroskeemides (integrated circuit). Tänu litograafia tehnoloogiate arengule on pooljuhtide tööstust saatnud edu, mida kinnitab ka Moore'i seadus. Üldiselt on nanostruktuursete pindade valmistamiseks kaks lähenemisviisi: ülalt-alla- (top-down) ja alt-üles-meetod (bottom-up), kuid kasutatakse ka tehnoloogiaid, mis kombineerivad neid.

Ülalt-alla-meetodid

Ülalt-alla-meetodeid kasutatakse palju pooljuhtide uurimisel ja tööstuses.

Fotolitograafia tööpõhimõtte skeem

Fotolitograafia

Fotolitograafia ehk optiline litograafia on olnud valdavaks tehnikaks mikroskeemide litografeerimisel. Kasutatakse väga madalaid lainepikkusi (193 nm). Meetodi tööpõhimõte on järgmine:

Alus ehk substraat kaetakse kilega (1). Kile peale kantakse fotoresisti kiht, mis muutub UV-kiirguse mõjul lahustuvaks (positiivne fotoresist) või lahustumatuks (negatiivne fotoresist) spetsiaalses kemikaalis (2). Siis eksponeeritakse eelnevalt sadestatud kilet UV-valgusega läbi fotomaski, millel on kujutis vastavalt soovitud elemendile integraalskeemis (3). Seejärel eemaldatakse eksponeeritud resist (4) ning söövitatakse kile samast kohast (5). Näiteks SiO₂ kile korral saab seda söövitada HF-ga. Viimase etapina eemaldatakse fotoresist (6), näiteks H₂SO₄ abil.

Elektronkiirlitograafia

Elektronide voog kiirendatakase substraadile ning seda liigutatakse elektri- ja magnetvälja abil vastavalt soovitud elemendi kujule. Elektronide doos ja kiire energia on täpselt kontrollitavad. Elektronkiirega saab "joonistada" elemente nii otse kui ka läbi maski.

Klassikaline DPN mehhanism: Molekulaar "tint" difundeerub teravikult pinnale läbi veemeniski

Skaneeriva kiire litograafia

Siia alla kuuluvad meetodid, mis kasutavad skeemi "joonistamiseks" teravikku, mida liigutatakse mehaaniliselt mööda pinda. Skaneeriva kiire litograafia võib jaotada kaheks: keemiline ja füüsikaline pinna modifitseerimine. Esimese meetodi puhul rakendatakse lokaalse oksüdatsiooni protsesse. Teise meetodi korral moodustub soovitud struktuur materjali füüsikalise liigutamisega substraadil.

Teraviknanolitograafia (Dip-pen nanolithography, DPN), mis on füüsikaline skaneeriva kiire litograafia meetod, kasutab AFM’i teravikku, et materjali pinnale kanda. See materjal võib olla kas teraviku enda koostisosa (näiteks Au), mida mõjutatakse jõu või vooluga, või füüsikaliselt adsorbeeritud materjal. Teravikult substraadile kantakse materjal kapillaarjõudude abil.

Muid ülalt-alla-meetodiga litograafia tehnoloogiaid

• Sügava UV-kiirguse litograafia (Extreme ultraviolet lithography)
• Röntgenlitograafia (X-ray lithography)
• Magnetlitograafia (Magnetolithography)
• Kontaktlitograafia (Contact lithography)
• Pehme litograafia (Soft lithography)

Alt-üles-meetodid

Alt-üles-meetodid on arendanud (bio)keemikud ning need on seotud molekulaarse iseorganiseerumisega (molecular self-assembly). Iseorganiseerumise meetodid võib jaotada kaheks: 1) kahjumlik protsess (sacrificial process), kus iseorganiseeruvad nanokomponendid eemaldatakse ja nad ei osale aktiivselt nanostruktuuride moodustumisel, 2) aktiivne protsess, kus iseorganiseeruvad nanokomponendid on mikroskeemide osana. Mõlemal juhul põhjustavad organiseerumise mitmed intermolekulaarsed jõud (vesinikside, Van der Waalsi jõud, hüdrofoobsed/hüdrofiilsed ja π-π vastastikmõjud), mille eesmärgiks on minimeerida termilist ja kineetilist energiat, mille tulemusena moodustub muster.

Näiteks kasutatakse nanostruktuuride organiseerumiseks nukleiinhappeid, kuna neil on etteennustatav iseorganiseerumise mudel, nende dimensioonid on hästi teada ja neid saab funktsionaliseerida. DNA origami tehnoloogia seisneb pika (100 nm) ühekiulise DNA voltimisel juhuslikuks tasapinnaliseks nanovormiks.

Kombineeritud meetodid

Kombineeritud meetod kasutab nii ülalt-alla- kui ka alt-üles-meetodeid. Chung et al. on kombineerinud DPN-i ja DNA-suunatud iseorganiseerumist, kus nanoskaalas elektroodiliited on selektiivselt funktsionaliseeritud spetsiifilise oligonukleotiidi järjestusega kasutades DPN-i. Need järjestused suunavad elektriskeemi iseorganiseerumist, mis sisaldavad 20 nm ja 30 nm diameetriga DNA-ga modifitseerituid nanoosakesi. Selle tulemusena moodustuvad liited, mis on ühendatud üksiku nanoosakesega.

Elektronkiirlitograafia

Elektronkiirlitograafia on fotolitograafiast välja arenenud eraldiseisev tehnoloogia pooljuhtmaterjalide tööstuses mikrokiipide valmistamiseks. Elektronkiirlitograafiat on kasutatud ka röntgenikiiri fokuseerivate tsooniplaatide tegemiseks.

Elektronlitograafia põhimõte

Kasutades sügavat ultraviolettkiirgust on klassikalises fotolitograafias parimal juhul võimalik saavutada täpsust veidi alla 1 µm. Seda annab veelgi parendada kasutades lühema lainepikkusega kiirgust, näiteks röntgeni- või elektronkiirgust. Elektronkiirlitograafia kasutab elektrone, millel on lühike lainepikkus. Näiteks 100 keV elektroni lainepikkus on 3,8×10⁻⁹ nm. Saavutatava täpsuse määrab tegelikult pigem elektronoptika kui kasutatav lainepikkus, nagu see on fotolitograafia korral. Elektronlitograafia seade on sisuliselt modifitseeritud skaneeriv elektronmikroskoop. Elektronkiir fookustatakse ning seda on võimalik pinnal kahes risti asetsevas suunas liigutada. Huvipakkuv muster söövitatakse otse kiibile, kiiritades kiibil olevat fotoresisti kihti elektronkiirega. Fotoresistiks on enamasti erinevad polümeersed materjalid. Arvuti juhib elektronkiirt pinnal, et saavutada vajalik muster. Enamasti kasutatakse pinna skaneerimiseks elektronkiire rasterskaneerimist, s.t rida rea järel skaneerimist.

Lahutusvõime elektronlitograafias

Elektronkimbu ristsuunaline laienemine hajumise tagajärjel: pealelangev elektron (punane) tekitab tagasihajunud elektrone (sinised). Vahel võib pealelangev elektron ka ise tagasi hajuda (nagu sellel joonisel) ning materjalist lahkuda

Mikroelektroonika ja nanotehnoloogia rakenduste seisukohalt peavad litograafiaga valmistatavad mustrid olema väga detailsed ning valmistatava mustri lahutusvõime on nendes valdkondades kõige tähtsam parameeter. Elektrone on võimalik koondada väga väikesele pinnale, kuid paksust materjalikihist läbi minnes hajub elektronkiir ka liikumissuunaga risti olevatesse suundadesse ning tagasihajunud elektronid (mis mõjutavad ka pinnale kantud fotoresisti) põhjustavad saavutatava mustri lahutusvõime vähenemist. Ühe lahendusena võiks kasutada võimalikult õhukest pooljuhtplaati, mis vähendaks tagasihajunud elektronide hulka, võimaldades joone paksusi 10 nm suurusjärgus. Teine lahendus oleks kasutada võimalikult väikese algenergiaga elektrone, mis ei tungi alusesse nii sügavale ning mille ristsuunaline hajumine on samuti väiksem.

Fotoresisti kasutamine

Positiivse fotoresistiga mustri saavutamine

Positiivse fotoresisti korral on elektronkiire peamine ülesanne keemiliste sidemete lõhkumine. Selle tulemusena väheneb fotoresisti, mis on enamasti polümeer, molekulmass ning fotoresisti materjal muutub orgaaniliste solventide jaoks hõlpsamini lahustuvaks. Kui fotoresistiks on õhuke kiht pinnal, näiteks ränist pooljuhtalusel, siis orgaanilises lahustis "ilmutamise" järel paljastub elektronkiire abil joonistatud muster. Lahustumata jäänud polümeerikiht kujutab endast barjääri keemilisele või ioonkiirega söövitamisele, sellest ka nimieosa -resist (ingl. k takistus, vastupanu). Pärast söövitust eemaldatakse ka fotoresist. Selle tagajärjel on fotoresisti all olnud muster kantud pinnale. Levinuimad positiivsed fotoresistid on PMMA (polümetüülmetakrülaat), EBR-9 (polü(2, 2, 2-trifluoroetüül-kloroakrülaat)), PBS (polü(buteen-1-sulfoon)) ning ZEP (kloromeakrülaadi ja metüülstüreeni kopolümeer).

Negatiivse fotoresistiga mustri saavutamine

Negatiivse fotoresisti korral suureneb elektronkiirega kiiritamise tagajärjel keemiliste sidemete arv fotoresistis orgaaniliste molekulide vahel ristseoste tekkimise tõttu. Selle tagajärjel suureneb elektronkiirega kiiritatud piirkondades molekulmass ning lahustuvus solvendis väheneb. Pärast "ilmutamist" tekkiv muster on elektronkiirega joonistatud mustri negatiiv, s.t fotoresist jääb alles piirkondadesse, mida elektronkiirega kiiritati. Levinumad negatiivsed fotoresistid on COP (glütsidüül metakrülaadi ja etüülakrülaadi kopolümeer) ning SAL (koosneb kolmest osast: baaspolümeer, happe tekitaja ja ristseostav toimeaine).

Üheks sellise protsessi näiteks on elektronkiire tõttu tekkiv saastumine vaakumsüsteemides. Orgaaniliste ühendite (peamiselt süsivesinike) aurud jõuavad vaakumkambrisse näiteks kummitihenditelt. Pinnale adsorbeerunud süsivesinike kiiritamisel elektronkiirega polümeriseeruvad pinnal asetsevad molekulid kõrge molekulmassiga ühenditeks, mida enamik teadaolevaid lahusteid ei suuda eemaldada. Sellist, enamasti soovimatut efekti on võimalik ära kasutada näiteks fotoresisti tekitamiseks ioonidega kiiritamise jaoks.

Elektronlitograafia eelised ja puudused võrreldes teiste litograafiliste meetoditega

Elektronlitograafia puudused võrreldes foto- ja röntgenlitograafiaga

Üks elektronlitograafia põhilistest puudustest võrreldes foto ja röntgenlitograafiaga on selle ajamahukus. Foto- ja röntgenlitograafias valgustatakse läbi maski kogu pinda korraga. Seevastu elektronkiirlitograafias saavutatakse detailne muster mikrokiibil rasterskaneerimise abil, mis võtab väga palju aega. Ajakulu vähendamiseks kombineeritakse elektronkiirlitograafiat tavalise fotolitograafiaga. Suurem osa mikrokiibist valmistatakse klassikalise fotolitograafia abil, kuid peenemat detailsusastet vajavad osad (nagu näiteks väljatransistori pais) saavutatakse elektronkiire abil.

Teine põhiline puudus võrreldes teiste meetoditega on elektronide kasutamisest tingitud probleem: elektronhajumisest põhjustatud lähipiirkonna efekt (ingl. k proximity effect), mille tõttu saavad teatud tagasihajunud elektronide doosi ka need fotoresisti piirkonnad, mida otseselt ei kiiritata. Seega näiteks positiivse fotoresisti kasutamisel võivad teatud fotoresisti piirkonnad, mida ei ole elektronkiirega kiiritatud, ilmutamisel ikkagi lahustuda.

Elektronlitograafia eelised võrreldes foto- ja röntgenlitograafiaga

Elektronlitograafia peamine eelis fotolitograafia ees on lahutusvõime: elektronlitograafia võimaldab saavutada lahutusvõimet kuni 10 nm, samal ajal kui fotolitograafia on võimeline sügavat ultraviolettvalgust kasutades saavutama lahutusvõimet kõigest veidi alla 10 μm. Nii foto- kui ka röntgenlitograafiaga võrreldes on elektronlitograafia üheks eeliseks see, et elektronlitograafia ei vaja eraldiseisvat maski, vaid muster kirjutatakse elektronkiire pinnal liigutamisega otse fotoresistile.

Fotolitograafia

Fotolitograafia ehk optiline litograafia on pooljuhttehnoloogia protsess, kus kujutis kantakse alusmaterjali ehk substraadi pinnale. Kasutatakse väga väikese lainepikkusega valgust (ultraviolettkiirgust), et kanda fotomaski kujutis alusel olevale valgustundlikule kemikaalile, s.o fotoresistile, millele järgneb söövitusprotsess.

Fotolitograafia on olnud valdavaks tehnikaks integraallülituste litografeerimisel, näiteks CMOS-kiip läbib fotolitograafia tsükli kuni 50 korda.

Põhiprotseduur

Lihtsustatud joonis kuivsöövitusest positiivse resistiga fotolitograafia protsessis

Üks fotolitograafiaprotsess koosneb mitmest sammust, milleks tavaliselt on pooljuhtplaadi puhastamine, ettevalmistus, fotoresisti pealekandmine, solventide (lahustite) eemaldamine, fotomaski paigaldus, eksponeerimine, ilmutamine, söövitamine ning fotoresisti eemaldus. Tänapäevastes puhasruumides on litograafiaprotsess suuresti automatiseeritud.

Alusmaterjali pinna puhastus

Võimalikud saasteained eemaldatakse pooljuhtplaadi pinnalt tavaliselt keemilise töötlusega, näiteks vesinikperoksiidi sisaldavate lahustega RCA puhastusmeetodil.

Ettevalmistus

Pooljuhtplaat kuumutatakse temperatuurini, et kogu võimalik niiskus aluse pinnalt ära auraks. Lisatakse ka n-ö adhesiooni promootorit, mis hiljem soodustab fotoresisti adhesiooni pooljuhtplaadi pinnale.

Fotoresisti pealekandmine

Pooljuhtplaat kaetakse fotoresistiga vurrkatmise teel. Viskoosne, vedel fotoresisti lahus jaotatakse pooljuhtplaadile, mis pöörleb kiiresti ja tsentrifugaaljõu tõttu saab ühtlase paksusega fotoresisti kile. Vurrkatmine kestab keskmiselt 15–60 sekundit, 1200–6000 pööret/min. Saadud kihi paksus on 0,5 ja 2,5 mikromeetri vahel ning väga ühtlane. Seejärel fotoresistiga kaetud pooljuhtplaat kuumutatakse temperatuuril, mis on kõrgemal kui klaasisiirde temperatuur umbes 30–60 sekundit, et liigne solvent ära auraks ning fotoresisti kile tiheneks.

Ekspositsioon ja ilmutamine

Pärast kuumutamist valgustatakse eelnevalt sadestatud kilet UV-kiirgusega läbi fotomaski, millel on kujutis vastavalt soovitud elemendile integraallülituses, mis põhjustab fotoresistis kas molekulidevaheliste põiksidemete tekke (näiteks SU-8) või, vastupidi, keemiliste sidemete lagunemise (näiteks PMMA). Positiivne resist on materjal, mida saab paremini lahustada pärast UV-kiiritamist, seega pooljuhtplaadile pärast ilmutust jäänud muster vastab fotomaski omale. Negatiivne resist, vastupidi, kõvastub pärast kiiritamist ning ilmutuslahus eemaldab ainult eksponeerimata alad (nimetus analoogselt negatiivile fotograafias). Saadud pooljuhtplaat kuumutatakse, et järelejäänud fotoresist kõveneks ja oleks vastupidavam järgnevale söövitusele.

Söövitus

Söövituse korral, vedelik ("märg") või plasma ("kuiv") eemaldab substraadil pindmised kihid, mida ei kaitse fotoresist. Keemiline märgsöövitus toimub reeglina aluse või happega ja söövitusprotsessi peatamiseks pestakse pinda puhta veega. Näiteks SiO₂ kile korral saab seda söövitada HF-ga. Kuivsöövituse puhul toimub materjali eemaldamine plasma keemilisel või füüsikalisel vastasmõjul materjaliga. Pooljuhtfabritseerimises kasutatakse enamasti kuivsöövitusmeetodeid, kuna see võimaldab anisotroopset söövitust, mis lubab valmistada väga täpseid, teravate nurkade ja servadega struktuure. Näiteks HfO₂ kile puhul on efektiivsem plasmasöövitus. Söövitamise kvaliteet on määratud fotoresisti kihi adhesiooniga plaadil, võimalike defektidega maskis ning sõltub söövitaja keemilisest loomusest ja söövitusprotsessi parameetritest. Oluline on seejuures protsessi selektiivsus – see peab üldiselt eemaldama ainult soovitud materjali ega tohi mõjuda fotoresistile.

Fotoresisti eemaldamine

Viimase etapina eemaldatakse fotoresist substraadilt ning saadakse puhta pinnaga materjal, kuhu on kantud vajalik integraallülitus. Fotoresisti eemaldamine toimub kas kuiv- või märgmeetodil ning enamasti kasutatakse viimati mainitud meetodit, kus vedelik muudab fotoresisti sellisel viisil, et see enam ei adheeru substraadile. Selliseks aineks on näiteks H₂SO₄. Fotoresisti kuiveemaldamine viiakse läbi tavaliselt hapnikku sisaldavas plasmas ning see sarnaneb kuivsöövitusega.

Eksponeerimise põhimeetodid

Kontaktlitograafia

Kontaktlitograafia korral pressitakse mask vahetult vastu resistiga kaetud alust ning seejärel eksponeeritakse UV-kiirgusega. Meetodi eeliseks on hea ruumiline lahutus, kuna mask ja resist on vahetus kontaktis. Puuduseks on maski suhteliselt kiire mehaaniline kulumine.

Lähilitograafia

Lähilitograafia sarnaneb kontaktlitograafiaga, kuid esimese puhul asetatakse mask alusest paarikümne mikromeetri kaugusele. See vähendab maski kulumist, kuid samas valguse difraktsiooni tõttu ka ruumilist lahutust.

Projektsioonlitograafia

Projektsioonlitograafia korral maski kulumist ei esine, kuna maski kujutis projekteeritakse resistiga kaetud alusele mitme sentimeetri kauguselt. Kõrge lahutuse saamiseks projekteeritakse ainult väike osa maskist korraga ning skaneeritakse mööda pooljuhtplaadi pinda, kuniks terve fotoresist pooljuhtplaadil on eksponeeritud. Sellest tulenevalt lubab meetod parimat lahutust ja saab kasutada vähendatud kujutist (4–5 korda), mis seab väiksemad nõuded maski valmistustäpsusele. See on levinuim meetod tänapäeval.

Fotomaskid

Fotomask valmistatakse valgust läbilaskvale (tavaliselt amorfsest kvartsklaasist) alusele, millele kantakse valgust blokeerivad mustrid. Tavaliselt kujutavad viimased endast umbes 100 nm paksusi ioontolmustamise teel valmistatud kroomkilesid. Fotomaske kasutatakse enamasti lainepikkustel 365 nm, 248 nm ja 193 nm, kuid kasutatakse ka lühemaid lainepikkusi. Valguse difraktsiooni tõttu on ruumilise lahutuse piir määratud poolega valguse lainepikkusest ning seetõttu on järjest väiksemate struktuuride valmistamiseks tulnud üle minna järjest ultravioletsematele allikatele. Viimasest tulenevalt lülituse elemendid, mis on väiksemad kui 150 nm vajavad reeglina faasinihkemaske, et parendada kujutise kvaliteeti rahuldavate väärtusteni.

Ruumiline lahutus

 Fotolitograafias on põhiprobleemiks kasutatava kiirguse difraktsioon. Lühema lainepikkusega kiirguse kasutamine võimaldab kiirguse difraktsiooni vähendada. Modernsed fotolitograafiaseadmed kasutavad eksimeerlasereid, millega on võimalik printida kuni 50-nanomeetriseid elemente. Eksimeerlaser-litograafia omab seega olulist rolli Moore’i seaduse jõuspüsimisel viimase 20 aasta vältel.

Väikseim integraallülituse element, mida projektsioonilitograafiaga printida saab, on antud valemiga:

${\displaystyle CD=k_{1}\cdot {\frac {\lambda }{NA}}}$, kus

${\displaystyle \,CD}$ on minimaalne (joonistatava) elemendi suurus ehk kriitiline mõõde
${\displaystyle \,k_{1}}$ (k1 faktor) on koefitsient, mis sisaldab protsessiga seotud tegureid ja tüüpiliselt võrdub 0,4 tootmises.
${\displaystyle \,\lambda }$ on kasutatava valguse lainepikkus ja ${\displaystyle \,NA=nsin\theta }$ on läätse avaarv, mis näitab optilise süsteemi võimet koguda talle langevat valgust. ${\displaystyle \,n}$ on läätse ja pooljuhtplaadi vahelise keskkonna murdumisnäitaja ning ${\displaystyle \,\theta }$ on maksimaalne vastuvõtunurk. Mida suurem see on, seda suurem on avaarv.
Sellest võrrandist tulenevalt saab minimaalset elemendi suurust vähendada, vähendades lainepikkust ja suurendades avaarvu, kasutades immersioonvedelikku (näiteks vesi).

Valgusallikad

Algselt saadi UV-kiirgust fotolitograafias gaaslahenduslampidest, kasutades elavhõbedat, mida vahel kasutati koos väärisgaasidega nagu näiteks ksenoon. Need lambid toodavad valgust laias lainepikkuste vahemikus koos mõne maksimumiga UV-kiirguse piirkonnas. Seda spektrit filtreeritakse, et valida välja üks spektrijoon. 1960. aastate algusest kuni 1980. aastate keskpaigani kasutati litograafias elavhõbelampe iseloomulike 436 nm ("g-joon"), 405 nm ("h-joon") ja 365 nm ("i-joon") spektrijoonte tõttu. Pooljuhtelektroonika tööstuse vajadus suurema lahutusvõime ja tootlikkuse järele, muutis seni kasutatud lambid iganenuks.

See probleem sai lahendatud 1982. aastal, kui Kanti Jain pakkus välja ja demonstreeris IBM-is eksimeerlaser-litograafiat. Nüüd on eksimeerlaser-litograafia masinad (stepperid ja skannerid) peamised vahendid, mida kasutatakse mikroelektroonika kiipide tootmisel kogu maailmas. Viimase kahe aastakümne jooksul on tööriistade tehnoloogias toimunud suur areng ning pooljuhttööstuse nägemuse järgi on eksimeerlaser-litograafia olnud Moore'i seaduse edasiarendamisel kriitiline tegur, mistõttu on kiipide tootmisel minimaalne detailide suurus muutunud 20 aasta jooksul 0,5 mikromeetrist vähem kui 45 nanomeetrini. Usutakse, et see trend jätkub ka sel aastakümnendil, ning toodetakse veel tihedamaid kiipe, mille minimaalsed mõõtmed lähenevad 10 nanomeetrile.

Levinumad UV eksimeerlaserid litograafiasüsteemides on KrF-laser lainepikkusel 248 nm ja ArF-laser 193 nm lainepikkuse juures. Kuigi F₂laserid on ka saadaval, tootes 157 nm valgust, ei ole nad praktilised, kuna on madala võimsusega ja degradeerivad läätsematerjale väga kiiresti.

Eksperimentaalmeetodid

Lisaks uutele valgusallikatele parandavad lahutusvõimet fotolitograafias modernsed tehnikad, nagu immersioonlitograafia ja mitmekordne kirjamine (multiple patterning), kus kasutatakse mitut fotomaski. Immersioonlitograafia on tehnika, kus kasutatakse vedelikku läätse ja pooljuhtplaadi vahel, et vastavalt ülevalnimetatud valemile suurendada lahutusvõimet. Vältimaks uutele tehnoloogiatele üleminekust tulenevaid kulutusi, laenasid tootjad selle tehnika mikroskoopiast, kus kasutati avaarvu suurendamist immersioonvedeliku abil. See töötab, kuna avaarv on maksimaalse nurga, mille juures valgus läätse siseneda saab, ja keskkonna murdumisnäitaja funktsioon. Reeglina on vedelikuks vesi murdumisnäitajaga kuni ~1,4 ning seda hoitakse pidevas tsirkulatsioonis, et eemaldada soojusest tingitud kõrvalekaldeid. Kasutades veelgi suurema murdmisnäitajaga vedelikke, on võimalik avaarvu suurendada. Praegu tootmises olevad masinad suudavad just äsja mainitud tehnikate tõttu toota mikrokiipe, kus väiksema elemendi karakteristlik mõõde on 22 nm. Tänapäeva teadus uurib ka fotolitograafia alternatiive, milleks on näiteks elektronkiirlitograafia, röntgenlitograafia ja muud.

Heliograafia

Heliograafia (prantsuse keeles, héliographie) alates Helios (Kreeka: ἥλιος ) , mis tähendab "päike" , ja graphein (γράφειν), "kirjalikult") on fotograafiline protsess leiutatud Joseph Nicéphore Niépce ümber 1822.  , mida ta saab teha kõige varasem teadaolev loodusest säilinud foto „ Vaade aknast Le Grases“ (1826 või 1827) ja esimene fotoresisti teostus kunstiteoste reprodutseerimise vahendina fotolitograafia ja fotogravüüri leiutiste kaudu .

Varaseim teadaolev säilinud heliograafiline gravüür, trükitud Joseph Nicéphore Niépce poolt 1825. aastal valmistatud metallplaadilt oma "heliograafilise protsessi" abil. Plaat paljastati tavalise graveeringu all. Heliograafiat kasutati ka kaameraga otse loodusest stseeni jäädvustamiseks .

Leiutis

Algse graveeringu ja Joseph Nicephore Niepce heliograafia võrdlus. vasakul: Georges d'Amboise'i portree graveering , 1650 paremal: graveeringu heliograafia (heliogravüür), 1826

Niépce koostas oma eksperimentide kokkuvõtte novembris 1829: Heliograafiast ehk meetodist, mille abil valguse toimel kaamera obscura moodustatud pilt automaatselt fikseeritakse, mis kirjeldab tema kavatsust kasutada oma fotogravüür või fotolitograafia litograafiliste , sügavate või reljeefsete põhiplaatide valmistamise vahendina mitme trükitud reproduktsiooni jaoks.

Ta teadis, et söövitamisel kasutatav happekindel Juudea bituumen kõvenes valguse käes. Eksperimentides määris ta seda tassidele klaasist, tsinki, vaske ja hõbedat pinnaga vask, tina ja litograafiakivina, ja leidis, et selle vastu aitab lavendliõli ja nafta lahustamine, nii et katmata varju piirkondi saaks musta tindi printimiseks traditsiooniliselt töödelda happelise söövitamise ja akvatinta abil. 

Kannatanut ja lahusti töödeldud plaat ise, nagu puhul Vaade aknast Le Gras, esitab negatiivse või positiivse pildi sõltub ümbritseva peegeldus, mitte erinevalt dagerrotüüp , mis põhines Niépce avastusi.

Keemia

Bituumenil on polütsükliliste aromaatsete süsivesinike (seotud benseenitsüklid ) keeruline ja mitmekesine struktuur , mis sisaldab väikest osa lämmastikku ja väävlit ; Oma jäigastumine proportsionaalselt tema valguse toimel Arusaadavalt on tingitud täiendavalt ristsiduva tsüklitest, nagu see on jäigastumine puude vaik ( kampol või abietiinhape ) valgusega esimese märkis Jean Senebier 1782 fotokeemiat nendest protsessidest, mida Jean-Louis Marignier Pariisi-Sud'i ülikoolist on uurinud alates 1990. aastatest, tuleb siiani täielikult mõista.

Alternatiivsed tähendused

Sõna on kasutatud ka viidata muude nähtuste: kirjeldamise päike (vt geograafia ), fotograafia üldiselt, signaliseerimiseks heliograph (seade harvemini nimetatakse heliotrope või Helio-telegraafi) ja fotograafia kohta päike. 

Lühendid héliog. või héliogr. , mis on leitud vanadel reproduktsioonidel, võib tähendada prantsuskeelset sõna héliogravure ja võib seejärel viidata mis tahes fotogravüürile.