الطباعة الضوئية

الطباعة الضوئية (المعروفة أيضًا باسم الطباعة الحجرية البصرية ) هي عملية تتضمن استخدام الضوء لنقل نمط إلى طبقة مقاومة للضوء مترسبة على عينة، عادةً ما تكون رقاقة سيليكون . تُستخدم هذه التقنية في تصنيع الدوائر المتكاملة .

تبدأ العملية بوضع مادة حساسة للضوء، تُسمى المقاوم الضوئي ، على الركيزة. ثم يُوضع قناع ضوئي يحتوي على النمط المطلوب فوق المقاوم الضوئي. يُسلط الضوء من خلال القناع الضوئي، مما يُعرّض المقاوم الضوئي في مناطق محددة. تخضع المناطق المُعرّضة لتغيير كيميائي، يجعلها إما قابلة للذوبان أو غير قابلة للذوبان في محلول التظهير. بعد التظهير، يُنقل النمط إلى العينة من خلال عمليات الحفر ، أو الترسيب الكيميائي للبخار ، أو الترسيب الفيزيائي للبخار ، أو الطلاء ، أو زرع الأيونات .

يمكن تصنيف عمليات الطباعة الضوئية وفقًا لنوع الضوء المستخدم، بما في ذلك الطباعة الضوئية بالأشعة فوق البنفسجية، والطباعة الضوئية بالأشعة فوق البنفسجية العميقة، والطباعة الضوئية بالأشعة فوق البنفسجية القصوى (EUVL) ، والطباعة الضوئية بالأشعة السينية . يحدد الطول الموجي للضوء المستخدم أصغر حجم ممكن للشكل الذي يمكن تشكيله في مادة مقاومة الضوء. ويُستخدم عادةً ضوء الأشعة فوق البنفسجية (UV) . ^{[ 1 ]}

تُعدّ الطباعة الضوئية الطريقة الأكثر شيوعًا لتصنيع أشباه الموصلات في الدوائر المتكاملة ("ICs" أو "الرقائق")، مثل ذاكرة الحالة الصلبة والمعالجات الدقيقة . فهي قادرة على إنشاء أنماط متناهية الصغر، تصل إلى بضعة نانومترات . كما توفر تحكمًا دقيقًا في شكل وحجم الأجسام التي تُنتجها. ويمكنها إنشاء أنماط على رقاقة كاملة في خطوة واحدة، بسرعة وبتكلفة منخفضة نسبيًا. في الدوائر المتكاملة المعقدة، قد تخضع الرقاقة لدورة الطباعة الضوئية حتى 50 مرة. وهي أيضًا تقنية مهمة في التصنيع الدقيق بشكل عام، مثل تصنيع الأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة . مع ذلك، لا يمكن استخدام الطباعة الضوئية لإنتاج أقنعة على أسطح غير مستوية تمامًا. ومثل جميع عمليات تصنيع الرقائق، تتطلب ظروف تشغيل نظيفة للغاية.

الطباعة الضوئية هي فرع من الطباعة الدقيقة ، وهو المصطلح العام للعمليات التي تُنتج أغشية رقيقة منقوشة. تشمل التقنيات الأخرى في هذا المجال الأوسع استخدام حزم الإلكترونات القابلة للتوجيه ، أو في حالات نادرة، الطباعة النانوية ، والتداخل ، والمجالات المغناطيسية ، أو المجسات الماسحة . وعلى نطاق أوسع، قد تُنافس هذه التقنية التجميع الذاتي الموجه للهياكل الدقيقة والنانوية. ^{[ 2 ]}

تتشابه الطباعة الضوئية مع التصوير الفوتوغرافي في بعض المبادئ الأساسية، حيث يتم إنشاء النمط في طبقة المقاوم الضوئي بتعريضها للضوء، إما مباشرةً عبر عدسة ، أو بإضاءة قناع موضوع مباشرةً فوق الركيزة، كما في الطباعة التلامسية . ويمكن اعتبار هذه التقنية نسخة عالية الدقة من طريقة تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة . وقد اشتق اسمها من تشبيهٍ غير دقيق مع طريقة التصوير الفوتوغرافي التقليدية لإنتاج ألواح الطباعة الحجرية على الورق؛ ^{[ 3 ]} إلا أن المراحل اللاحقة في هذه العملية أقرب إلى الحفر منها إلى الطباعة الحجرية التقليدية.

تتكون المواد المقاومة للضوء التقليدية عادةً من ثلاثة مكونات: الراتنج، والمحسس، والمذيب.

جميع الكلمات الجذرية photo و litho و graphy ذات أصول يونانية، وتعني على التوالي "الضوء" و"الحجر" و"الكتابة". وكما يوحي الاسم المشتق منها، فإن الطباعة الضوئية هي طريقة طباعة (كانت تعتمد في الأصل على استخدام ألواح طباعة من الحجر الجيري) يلعب فيها الضوء دورًا أساسيًا.

في عشرينيات القرن التاسع عشر، ابتكر نيسيفور نيبس عملية تصوير فوتوغرافي تستخدم البيتومين اليهودي ، وهو نوع من الأسفلت الطبيعي، كأول مادة مقاومة للضوء . تُصبح طبقة رقيقة من البيتومين على صفيحة من المعدن أو الزجاج أو الحجر أقل قابلية للذوبان عند تعرضها للضوء؛ ويمكن بعد ذلك شطف الأجزاء غير المعرضة للضوء بمذيب مناسب، مما يكشف عن المادة الموجودة أسفلها، والتي تُحفر كيميائيًا في حمام حمضي لإنتاج لوحة طباعة. كانت حساسية البيتومين للضوء ضعيفة للغاية، مما استلزم فترات تعريض طويلة جدًا، ولكن على الرغم من ظهور بدائل أكثر حساسية لاحقًا، إلا أن انخفاض تكلفته ومقاومته الفائقة للأحماض القوية أطالا عمره التجاري حتى أوائل القرن العشرين.

في عام 1940، ابتكر أوسكار سوس مادة مقاومة ضوئية موجبة باستخدام ديازونافثوكينون ، والتي عملت بطريقة معاكسة: كانت الطبقة غير قابلة للذوبان في البداية، ثم أصبحت قابلة للذوبان عند تعرضها للضوء. ^{[ 4 ]} وفي عام 1954، طور لويس بلامبيك الابن لوحة الطباعة البارزة البوليمرية دايكريل، مما جعل عملية صنع اللوحات أسرع. ^{[ 5 ]} كان تطوير المواد المقاومة الضوئية يتم سابقًا على دفعات من الرقاقات (المعالجة الدفعية) المغموسة في حمام من المُظهِر، ولكن عمليات التطوير الحديثة تُجري التطوير على رقاقة واحدة في كل مرة (معالجة الرقاقة الواحدة) لتحسين التحكم في العملية. ^{[ 6 ]}

في عام 1957، حصل جول أندروس على براءة اختراع لعملية الطباعة الضوئية لتصنيع أشباه الموصلات، أثناء عمله في مختبرات بيل . ^{[ 7 ] [ 8 ]} في الوقت نفسه، طور مو أبرامسون وستانيسلاوس دانكو من سلاح الإشارة بالجيش الأمريكي تقنية لطباعة الدوائر. ^{[ 8 ]}

في عام ١٩٥٢، كلّف الجيش الأمريكي جاي دبليو لاثروب وجيمس آر نال في المكتب الوطني للمعايير (الذي أصبح لاحقًا مختبر صمامات الذخائر الماسية التابع للجيش الأمريكي ، والذي اندمج فيما بعد ليشكل مختبر أبحاث الجيش الحالي ) بمهمة إيجاد طريقة لتقليص حجم الدوائر الإلكترونية لتناسب المساحة المحدودة المتاحة داخل صمام التقارب . ^{[ ٩ ]} استلهم نال فكرة استخدام مادة مقاومة الضوء، وهي سائل حساس للضوء يُستخدم لتحديد حدود ثقوب المسامير في أجنحة الطائرات المعدنية، وتوصل إلى إمكانية استخدام عملية مماثلة لحماية الجرمانيوم في الترانزستورات، بل وحتى تشكيل سطحه بالضوء. ^{[ ١٠ ]} خلال عملية التطوير، نجح لاثروب ونال في ابتكار دائرة متكاملة هجينة ثنائية الأبعاد مصغرة باستخدام هذه التقنية. ^{[ 9 ]} في عام 1958، خلال مؤتمر المجموعة المهنية لأجهزة الإلكترونيات (PGED) التابعة لمعهد مهندسي الراديو (IRE) في واشنطن العاصمة، قدموا أول ورقة بحثية تصف تصنيع الترانزستورات باستخدام التقنيات الفوتوغرافية، واعتمدوا مصطلح "الطباعة الضوئية" لوصف هذه العملية، مسجلين بذلك أول استخدام منشور لهذا المصطلح لوصف تشكيل أنماط أجهزة أشباه الموصلات. ^{[ 10 ] [ 3 ]}

على الرغم من أن الطباعة الضوئية للمكونات الإلكترونية تعتمد على حفر نسخ معدنية، بدلاً من حفر الحجر لإنتاج "نموذج أصلي" كما في الطباعة الحجرية التقليدية، فقد اختار لاثروب ونال مصطلح "الطباعة الضوئية" بدلاً من "الحفر الضوئي" لأن الأول بدا " متطوراً تقنياً ". ^{[ 9 ]} بعد عام من المؤتمر، تمت الموافقة رسمياً على براءة اختراع لاثروب ونال للطباعة الضوئية في 9 يونيو 1959. ^{[ 11 ]} ساهمت الطباعة الضوئية لاحقاً في تطوير أولى الدوائر المتكاملة لأشباه الموصلات، بالإضافة إلى أولى الرقائق الإلكترونية. ^{[ 9 ]}

تجمع دورة واحدة من الطباعة الضوئية عدة خطوات متسلسلة. تستخدم غرف التنظيف الحديثة أنظمة مسارات رقائق آلية وروبوتية لتنسيق العملية. ^{[ 12 ]} لا تتضمن الإجراءات الموصوفة هنا بعض المعالجات المتقدمة، مثل عوامل التخفيف. ^{[ 13 ]} تتم عملية الطباعة الضوئية بواسطة مسار الرقاقة وجهاز المسح الضوئي/التحريك، ويتم تركيب نظام مسار الرقاقة وجهاز المسح الضوئي/التحريك جنبًا إلى جنب. تُعرف أنظمة مسارات الرقاقة أيضًا باسم أنظمة طلاء/مُظهِر الرقاقة، والتي تؤدي الوظائف نفسها. ^{[ 14 ] [ 15 ]} سُميت مسارات الرقاقة بهذا الاسم نسبةً إلى "المسارات" المستخدمة لحمل الرقاقات داخل الجهاز، ^{[ 16 ]} ولكن الأجهزة الحديثة لا تستخدم المسارات. ^{[ 15 ]}

تُنتج أنظمة التعريض الضوئي عادةً صورةً على الرقاقة باستخدام قناع ضوئي . يحجب هذا القناع الضوء في بعض المناطق ويسمح بمروره في مناطق أخرى. (أما الطباعة الحجرية بدون قناع، فتُسقط شعاعًا دقيقًا مباشرةً على الرقاقة دون استخدام قناع، ولكنها ليست شائعة الاستخدام في العمليات التجارية). يمكن تصنيف أنظمة التعريض الضوئي وفقًا للبصريات التي تنقل الصورة من القناع إلى الرقاقة.

تُنتج الطباعة الضوئية هياكل ترانزستورات ذات أغشية رقيقة أفضل من الإلكترونيات المطبوعة ، وذلك بفضل طبقات الطباعة الأكثر نعومة، والأنماط الأقل تموجًا، وتسجيل أقطاب المصدر والمصب بدقة أكبر. ^{[ 37 ]}

تُستمد صورة القناع من ملف بيانات مُحوسب. يُحوّل هذا الملف إلى سلسلة من المضلعات، ثم تُطبع على ركيزة مربعة من الكوارتز المنصهر مغطاة بطبقة من الكروم باستخدام عملية الطباعة الضوئية. يُستخدم شعاع ليزر (كاتب ليزر) أو شعاع إلكتروني (كاتب شعاع إلكتروني) لتعريض النمط المُحدد في ملف البيانات، ويتحرك فوق سطح الركيزة إما بمسح متجهي أو مسح نقطي . عند تعريض طبقة المقاوم الضوئي على القناع، يُمكن إزالة الكروم بالحفر، مما يُتيح مسارًا واضحًا لضوء الإضاءة في نظام المسح الضوئي/الطباعة.

تعتمد القدرة على إسقاط صورة واضحة لعنصر صغير على الرقاقة على طول موجة الضوء المستخدم، وقدرة نظام العدسات المختزلة على التقاط عدد كافٍ من رتب الحيود من القناع المضاء. تستخدم أحدث أدوات الطباعة الضوئية ضوء الأشعة فوق البنفسجية العميقة (DUV) من ليزرات الإكسيمر بأطوال موجية تبلغ 248 نانومتر (KrF) و193 نانومتر (ArF) (لذا تُسمى تقنية الطباعة الضوئية السائدة اليوم أيضًا " طباعة ليزر الإكسيمر ")، مما يسمح بأحجام عناصر صغيرة تصل إلى 50  نانومتر. وبالتالي، لعبت طباعة ليزر الإكسيمر دورًا حاسمًا في التقدم المستمر لقانون مور على مدى العشرين عامًا الماضية (انظر أدناه ^{[ 41 ]} ).

يُعطى الحد الأدنى لحجم الميزة التي يمكن لنظام العرض طباعتها تقريبًا بالمعادلة التالية:

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

أين${\displaystyle \,CD}$وهو الحد الأدنى لحجم الميزة (يسمى أيضًا البعد الحرج ، أو قاعدة التصميم المستهدفة ، أو " نصف الخطوة ").${\displaystyle \,\lambda }$يمثل الطول الموجي للضوء المستخدم، و${\displaystyle \,NA}$يمثل الفتحة العددية للعدسة كما تُرى من الرقاقة.

${\displaystyle \,k_{1}}$(يُطلق عليه عادةً عامل k1 ) هو معامل يضم عوامل متعلقة بالعملية، ويساوي عادةً 0.4 للإنتاج.${\displaystyle \,k_{1}}$هي في الواقع دالة لعوامل العملية مثل زاوية سقوط الضوء على الشبكة وتوزيع شدة الضوء الساقط. وهي ثابتة لكل عملية. يمكن تقليل الحد الأدنى لحجم الميزة عن طريق خفض هذا المعامل من خلال الطباعة الحجرية الحاسوبية .

وفقًا لهذه المعادلة، يمكن تقليل الحد الأدنى لأبعاد العناصر عن طريق تقليل الطول الموجي وزيادة الفتحة العددية (للحصول على شعاع أكثر تركيزًا وبقعة أصغر). مع ذلك، تواجه طريقة التصميم هذه قيدًا منافسًا. ففي الأنظمة الحديثة، يُعد عمق التركيز أيضًا من الأمور المهمة.

${\displaystyle DOF=k_{2}\cdot {\frac {\lambda }{\,{NA}^{2}}}}$

هنا،${\displaystyle \,k_{2}}$يُعدّ هذا معاملًا آخر متعلقًا بالعملية. يحدّ عمق التركيز من سُمك طبقة المقاوم الضوئي وعمق التضاريس على الرقاقة. غالبًا ما يُستخدم التلميع الكيميائي الميكانيكي لتسوية التضاريس قبل خطوات الطباعة الحجرية عالية الدقة.

من منظور البصريات الكلاسيكية، k1=0.61 وفقًا لمعيار رايلي . ^{[ 42 ]} صورة نقطتين تفصل بينهما مسافة أقل من 1.22 طول موجي/NA لن تحافظ على هذه المسافة، بل ستكون أكبر حجمًا نتيجةً للتداخل بين أقراص آيري للنقطتين. مع ذلك، يجب التذكير بأن المسافة بين أي عنصرين قد تتغير أيضًا مع عدم وضوح الصورة. ^{[ 43 ]}

تُعدّ الدقة مهمةً بالغة الأهمية حتى في السياق ثنائي الأبعاد. فعلى سبيل المثال، يؤدي تقارب الخطوط إلى اتساع الفجوات (في الاتجاه العمودي) بين نهاياتها. ^{[ 44 ] [ 45 ]} وبشكلٍ أساسي، تصبح الحواف المستقيمة مستديرةً في الأشكال المستطيلة المختصرة، حيث تقترب قيمتا التباعد في المحورين السيني والصادي من حدّ الدقة. ^{[ 46 ] [ 47 ] [ 48 ] [ 49 ]}

في العُقد المتقدمة، يصبح التشويش، وليس الطول الموجي، العامل الرئيسي المحدد للدقة. ويُعطى الحد الأدنى للخطوة بالمعادلة: تشويش سيجما/0.14. ^{[ 50 ]} ويتأثر التشويش بالجرعة ^{[ 51 ] [ 52 ] [ 53 ]} وكذلك بالعائد الكمي ، ^{[ 54 ]} مما يؤدي إلى مفاضلة مع العيوب العشوائية، في حالة الأشعة فوق البنفسجية القصوى. ^{[ 55 ] [ 56 ] [ 57 ]}

إلى جانب الدقة، يُعد عمق المجال (DoF) مقياسًا رئيسيًا آخر في أنظمة الطباعة الحجرية. يتناسب عمق المجال عكسيًا مع مربع الفتحة العددية (NA) في أنظمة الطباعة الحجرية الإسقاطية. ^{[ 58 ]} يمكن إضاءة الهياكل الدورية لتعزيز عمق المجال بشكل كبير، على سبيل المثال، التصوير بشعاعين لخطوة خط ثابتة. من ناحية أخرى، يمكن للخصائص غير الدورية، مثل الفجوات بين أطراف الخطوط، أن تحد بشدة من عمق المجال، مما يحد من إمكانية تقليصها؛ وهذا بدوره يحد من الدقة أكثر من الحد الأدنى للخطوة. ^{[ 59 ]}

بما أن الضوء يتكون من فوتونات ، فإن جودة الصورة عند الجرعات المنخفضة تعتمد في النهاية على عدد الفوتونات. يؤثر هذا على استخدام تقنية الطباعة الحجرية بالأشعة فوق البنفسجية القصوى (EUVL)، والتي تقتصر على استخدام جرعات منخفضة في حدود 20 فوتون/نانومتر ^مربع . ^{[ 60 ]} ويعود ذلك إلى قلة عدد الفوتونات اللازمة لنفس جرعة الطاقة عند طول موجي أقصر (طاقة أعلى لكل فوتون). ومع قلة عدد الفوتونات المكونة للصورة، يظهر تشويش في تحديد حوافها. ^{[ 61 ]}

ستصبح التأثيرات العشوائية أكثر تعقيدًا مع أنماط درجة الصوت الأكبر حجمًا ذات رتب حيود أكثر واستخدام المزيد من نقاط مصدر الإضاءة. ^{[ 62 ] [ 63 ]}

تؤدي الإلكترونات الثانوية في الطباعة الحجرية بالأشعة فوق البنفسجية القصوى إلى تفاقم الخصائص العشوائية. ^{[ 64 ]}

تاريخيًا، اعتمدت الطباعة الضوئية على الأشعة فوق البنفسجية المنبعثة من مصابيح التفريغ الغازي التي تعمل بالزئبق ، وأحيانًا بالاشتراك مع غازات نبيلة مثل الزينون . تُنتج هذه المصابيح ضوءًا عبر طيف واسع مع عدة قمم قوية في نطاق الأشعة فوق البنفسجية. يُرشّح هذا الطيف لاختيار خط طيفي واحد . منذ أوائل الستينيات وحتى منتصف الثمانينيات، استُخدمت مصابيح الزئبق في الطباعة الضوئية لخطوطها الطيفية عند 436  نانومتر ("خط g")، و405  نانومتر ("خط h")، و365  نانومتر ("خط i"). مع ذلك، ومع حاجة صناعة أشباه الموصلات إلى دقة أعلى (لإنتاج رقائق أكثر كثافة وسرعة) وإنتاجية أعلى (لخفض التكاليف)، لم تعد أدوات الطباعة الضوئية القائمة على المصابيح قادرة على تلبية متطلبات الصناعة المتطورة.

تم التغلب على هذا التحدي في عام 1982 عندما اقترح كانتي جاين تقنية الطباعة الحجرية باستخدام ليزر الإكسيمر وعرضها في شركة IBM. ^{[ 65 ] [ 66 ] [ 67 ] [ 68 ]} أصبحت آلات الطباعة الحجرية باستخدام ليزر الإكسيمر (أجهزة الطباعة والمسح الضوئي) الأدوات الأساسية في إنتاج الإلكترونيات الدقيقة، ومكّنت من تقليص أصغر أبعاد المكونات في تصنيع الرقائق من 800 نانومتر في عام 1990 إلى 7 نانومترات في عام 2018. ^{[ 69 ] [ 70 ]} ومن منظور علمي وتقني أوسع، يُعد اختراع وتطوير تقنية الطباعة الحجرية باستخدام ليزر الإكسيمر، في تاريخ الليزر الممتد لخمسين عامًا منذ أول عرض له في عام 1960، إنجازًا بارزًا. ^{[ 71 ] [ 72 ] [ 73 ]}

تُستخدم ليزرات الإكسيمر فوق البنفسجية العميقة الشائعة في أنظمة الطباعة الحجرية، وتحديدًا ليزر فلوريد الكريبتون  (KrF) بطول موجي 248 نانومتر وليزر فلوريد الأرجون (ArF) بطول موجي 193  نانومتر. كانت شركتا لامدا فيزيك (التي أصبحت الآن جزءًا من شركة كوهيرنت) ولومونيكس من أبرز الشركات المصنعة لمصادر ضوء ليزر الإكسيمر في ثمانينيات القرن الماضي. ومنذ منتصف التسعينيات، أصبحت شركة سايمر المورد الرئيسي لمصادر ليزر الإكسيمر لمصنعي معدات الطباعة الحجرية، وتُعد شركة جيجافوتون أقرب منافسيها. يُصمم ليزر الإكسيمر عادةً للعمل مع خليط غازي محدد؛ لذا، فإن تغيير الطول الموجي ليس بالأمر البسيط، إذ تختلف طريقة توليد الطول الموجي الجديد تمامًا، كما تتغير خصائص امتصاص المواد. فعلى سبيل المثال، يبدأ الهواء بامتصاص الضوء بشكل ملحوظ عند  طول موجي يبلغ حوالي 193 نانومتر.  يتطلب الانتقال إلى أطوال موجية أقل من 193 نانومتر تركيب مضخات تفريغ ومعدات تنقية على أدوات الطباعة الحجرية (وهو تحدٍ كبير). ويمكن أحيانًا استخدام جو من الغاز الخامل كبديل للتفريغ لتجنب الحاجة إلى أنابيب صلبة. علاوة على ذلك، فإن المواد العازلة مثل ثاني أكسيد السيليكون ، عند تعرضها لفوتونات ذات طاقة أكبر من فجوة النطاق، تُطلق إلكترونات وفجوات حرة تُسبب شحنات عكسية.

تم توسيع نطاق الطباعة الضوئية لتشمل أحجامًا أقل من 50  نانومتر باستخدام  ليزر إكسيمر ArF بطول موجي 193 نانومتر وتقنيات الغمر السائل. تُعرف هذه التقنية أيضًا باسم الطباعة الضوئية بالغمر ، وتتيح استخدام عدسات ذات فتحات عددية تتجاوز 1.0. السائل المستخدم عادةً ما يكون ماءً فائق النقاء منزوع الأيونات، مما يوفر معامل انكسار أعلى من معامل انكسار الفجوة الهوائية المعتادة بين العدسة وسطح الرقاقة. يتم تدوير الماء باستمرار للتخلص من التشوهات الناتجة عن الحرارة. يسمح الماء بفتحات عددية تصل إلى 1.4 تقريبًا، ولكن استخدام سوائل ذات معاملات انكسار أعلى يسمح بزيادة الفتحة العددية الفعالة بشكل أكبر.

تم تطوير أدوات تجريبية تستخدم  طول موجة 157 نانومتر من ليزر الإكسيمر F2 بطريقة مشابهة لأنظمة التعريض الحالية. كان الهدف من هذه الأدوات في السابق هو استبدال  تقنية الطباعة الحجرية بطول موجة 193 نانومتر عند  حجم ميزة 65 نانومتر، ولكن تم الاستغناء عنها تقريبًا الآن مع ظهور تقنية الطباعة الحجرية بالغمر. ويعود ذلك إلى المشاكل التقنية المستمرة في  تقنية 157 نانومتر، بالإضافة إلى اعتبارات اقتصادية وفرت حوافز قوية لمواصلة استخدام  تقنية الطباعة الحجرية بليزر الإكسيمر بطول موجة 193 نانومتر. وتُعد الطباعة الحجرية بالغمر ذات معامل الانكسار العالي أحدث امتداد لتقنية الطباعة الحجرية بطول موجة 193 نانومتر. في عام 2006، عرضت شركة IBM  ميزات بأبعاد أقل من 30 نانومتر باستخدام هذه التقنية. ^{[ 74 ]} استخدمت هذه الأنظمة عدسات فلوريد الكالسيوم CaF2. _[ ^{75 ] [ 76 ] كما} تم استكشاف الطباعة الحجرية بالغمر عند طول موجة 157 نانومتر. ^{[ 77 ]}  

تم إثبات فعالية ليزرات الإكسيمر فوق البنفسجية حتى طول موجي يبلغ حوالي 126  نانومتر (لـ Ar₂ _* ). صُممت مصابيح قوس الزئبق للحفاظ على تيار مستمر ثابت يتراوح بين 50 و150 فولت، إلا أن ليزرات الإكسيمر تتميز بدقة أعلى. ليزرات الإكسيمر هي أنظمة إضاءة غازية تُملأ عادةً بغازات خاملة وهاليدية (مثل الكريبتون، والأرجون، والزينون، والفلور، والكلور) تُشحن بواسطة مجال كهربائي. كلما زاد التردد، زادت دقة الصورة. يمكن لليزر KrF العمل بتردد 4  كيلوهرتز. إضافةً إلى تشغيلها بتردد أعلى، تتوافق ليزرات الإكسيمر مع أجهزة أكثر تطورًا من مصابيح قوس الزئبق. كما أنها قادرة على العمل من مسافات أبعد (تصل إلى 25 مترًا) وتحافظ على دقتها بفضل سلسلة من المرايا والعدسات المطلية بطبقة مضادة للانعكاس. من خلال إعداد ليزرات ومرايا متعددة، يتم تقليل كمية فقد الطاقة إلى الحد الأدنى، كما أن العدسات مطلية بمادة مضادة للانعكاس، مما يجعل شدة الضوء ثابتة نسبيًا من لحظة خروجه من الليزر إلى لحظة اصطدامه بالرقاقة. ^{[ 78 ]}

استُخدمت أشعة الليزر لتوليد ضوء فوق بنفسجي شديد غير متماسك (EUV) بطول موجي 13.5  نانومتر بشكل غير مباشر، وذلك لأغراض الطباعة الحجرية بالأشعة فوق البنفسجية الشديدة . لا ينبعث ضوء EUV من الليزر نفسه، بل من بلازما القصدير أو الزينون التي تُثار بواسطة ليزر إكسيمر أو ليزر _ثاني أكسيد الكربون . ^{[ 79 ]} لا تتطلب هذه التقنية استخدام السنكروترون، ومصادر EUV، كما ذُكر، لا تُنتج ضوءًا متماسكًا. مع ذلك، يلزم وجود أنظمة فراغ وعدد من التقنيات الحديثة (بما في ذلك طاقات EUV أعلى بكثير من تلك المُنتجة حاليًا) للعمل مع الأشعة فوق البنفسجية على حافة طيف الأشعة السينية (الذي يبدأ عند 10 نانومتر). اعتبارًا من عام 2020، تُستخدم تقنية EUV على نطاق واسع في الإنتاج من قِبل مصانع رائدة مثل TSMC وسامسونج. 

نظرياً، يُعدّ ليزر الإلكترون الحر (أو ما يُعرف بجهاز الأشعة السينية) مصدراً ضوئياً بديلاً لتقنية الطباعة الضوئية، خاصةً مع استمرار انخفاض الأطوال الموجية إلى الأشعة فوق البنفسجية أو الأشعة السينية. يستطيع ليزر الإلكترون الحر إنتاج حزم ضوئية عالية الجودة بأطوال موجية مختلفة.

استُخدمت أشعة الليزر المرئية والأشعة تحت الحمراء فائقة السرعة أيضًا في الطباعة الحجرية. في هذه الحالة، تبدأ التفاعلات الكيميائية الضوئية بامتصاص متعدد الفوتونات. يوفر استخدام هذه المصادر الضوئية العديد من المزايا، بما في ذلك إمكانية تصنيع أجسام ثلاثية الأبعاد حقيقية ومعالجة مواد زجاجية نقية (غير حساسة للضوء) ذات مرونة بصرية فائقة. ^{[ 80 ]}

لقد دحضت تقنية الطباعة الضوئية التوقعات التي تنبأت بانقراضها لسنوات عديدة. فعلى سبيل المثال، بحلول أوائل ثمانينيات القرن الماضي، اعتقد الكثيرون في صناعة أشباه الموصلات أنه لا يمكن طباعة عناصر أصغر من 1 ميكرون ضوئيًا. أما التقنيات الحديثة التي تستخدم الطباعة الضوئية بالليزر الإكسيمري، فتطبع بالفعل عناصر بأبعاد تُشكل جزءًا صغيرًا من الطول الموجي للضوء المستخدم، وهو إنجاز بصري مذهل. وتواصل التقنيات الجديدة، مثل الطباعة الضوئية بالغمر ، والمقاومة ثنائية اللون، والنقش المتعدد ، تحسين دقة  الطباعة الضوئية بطول موجي 193 نانومتر. وفي الوقت نفسه، تستكشف الأبحاث الحالية بدائل للأشعة فوق البنفسجية التقليدية، مثل الطباعة الضوئية بشعاع الإلكترون ، والطباعة الضوئية بالأشعة السينية ، والطباعة الضوئية بالأشعة فوق البنفسجية القصوى ، والطباعة الضوئية بإسقاط الأيونات . وقد دخلت الطباعة الضوئية بالأشعة فوق البنفسجية القصوى حيز الاستخدام في الإنتاج الضخم، اعتبارًا من عام 2018 من قِبل شركة سامسونج ^{[ 81 ]} ، وحذت شركات تصنيع أخرى حذوها.

تم استكشاف تقنية الطباعة الحجرية باستخدام حزمة الإلكترونات المتوازية على نطاق واسع كبديل للطباعة الحجرية الضوئية، وقد اختبرت شركة TSMC هذه التقنية، لكنها لم تنجح، واشترت شركة ASML التقنية من مطورها الرئيسي، MAPPER، على الرغم من أن شركة IBM استخدمت تقنية الطباعة الحجرية باستخدام حزمة الإلكترونات في وقت ما في إنتاج الرقائق. ^{[ 82 ] [ 83 ]} ولا تُستخدم تقنية الطباعة الحجرية باستخدام حزمة الإلكترونات إلا في تطبيقات متخصصة مثل إنتاج الأقنعة الضوئية. ^{[ 84 ] [ 85 ] [ 86 ] [ 87 ] [ 88 ]}

أفاد منشور صادر عن المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST) عام 2001 أن عملية الطباعة الضوئية تشكل حوالي 35% من إجمالي تكلفة معالجة الرقاقات. ^{[ 89 ] : 11}

في عام 2021، بلغت قيمة صناعة الطباعة الضوئية أكثر من 8 مليارات دولار أمريكي. ^{[ 90 ]}

• الطباعة النانوية باستخدام قلم الغمس
• الطباعة الحجرية اللينة
• الطباعة المغناطيسية
• مواد زجاجية نانوية القنوات
• الطباعة المجسمة ، وهي عملية واسعة النطاق تُستخدم لإنتاج أشكال ثلاثية الأبعاد
• مصنع رقائق السيليكون
• كيمياء الطباعة الضوئية
• الطباعة الحجرية الحاسوبية
• شركة ASML القابضة
• مختبر الحويصلات الهوائية
• تصنيع أجهزة أشباه الموصلات

• موارد جامعة بريغهام يونغ في مجال الطباعة الضوئية
• الطباعة الحجرية لأشباه الموصلات – نظرة عامة على الطباعة الحجرية 
• مقدمة في الطباعة الضوئية - موقع IBM الذي يحتوي على مقالات متعلقة بالطباعة الضوئية