Комплект шаблонов, которые во время технологического процесса обеспечивают заданную топологическую геометрию отдельных элементов, является основой производства полупроводниковых ИС. Шаблоны изготовляются в следующей последовательности: требуемый рисунок вычерчивается или вырезается, фотографируется с. уменьшением масштаба и размножается в пределах одного и того же негатива, так что на площади в несколько квадратных сантиметров размещается огромное количество идентичных рисунков. Процесс размножения изображений иногда осуществляют на промежуточной стадии уменьшения масштаба, а иногда уже при окончательном размере негатива. Полученная пластина является эталоном и должна быть весьма совершенной, потому что она используется для производства копий методом контактной печати. В 1965 г. на негативе удается получить ширину линии 2—3 мк.
Оригиналы изображений для фотографирования могут вычерчиваться вручную на жестком (т. е. не подверженном короблению, усадке и т. д.) полупрозрачном пластике. Другой метод, известный под названием «вы-кроечного», использует двухслойный листовой пластик, в котором красный слой располагается над белым. Применяя острые резцы и направляющее устройство , красный слой соответствующим образом надрезают и сдирают вручную, после чего получается желательное изображение в белом цвете. Еще один метод основан на использовании «наборной доски», окрашенной в матовый черный цвет и имеющей 9 ООО отверстий, правильно расположенных на расстоянии 6 мм друг от друга. В этих отверстиях с помощью штырьков закрепляются стандартные полоски из белого полистирола, которые образуют требуемую форму изображения.
После фотографирования с уменьшением масштаба изображение нужно размножить, чтобы получить целую матрицу изображений. Количество матриц, необходимое для производства одной ИС, колеблется от 5 до 20 и каждая должна иметь метку, чтобы их можно было различить. Матрица обычно изготавливается методом последовательного фотографирования, при котором уменьшенное изображение образца экспонируется на стеклянную пластину; пластина механически передвигается, производится следующее экспонирование и т. д. Перемещение, обычно автоматическое, происходит вдоль направлений X и У до тех пор, пока не будетполучено желаемое число элементов. Другой метод размножения использует так называемую фасеточную линзу для получения многократного изображения на фотопластинке. Такой же принцип заложен в глазу мухи. Фасеточная линза изготавливается из пластика одним приемом — с помощью соответствующего штампа.
Готовые матрицы, необходимые для данной полупроводниковой ИС, используются затем последовательно друг за другом. При этом ошибки совмещения часто накапливаются, так что разброс параметров схемы определяется точностью комплекта шаблонов.
Современная техника дает возможность получить комплект эталонных шаблонов в течение 24 ч при стоимости от 100 до 300 фунтов стерлингов (250—750 р.) за штуку. С этих образцов могут быть сделаны копии стоимостью около 5 фунтов (12 р. 50 коп.). Изготовление шаблонов — процесс дорогой, особенно если принять во внимание, что изменение величины любого из компонентов может потребовать переделки всего комплекта шаблонов. .
В тех случаях, когда речь идет о серии родственных друг другу схем, иногда бывает целесообразно менять только шаблоны, образующие соединения между компонентами, а для самих компонентов использовать одни и те же шаблоны. Этот вариант известен как метод «базового кристалла».