Lithography Là Gì
Sản xuất cung cấp dẫn là một quá trình gồm nhiều bước như photolithography, etch, deposition, v.v. Hôm nay, bọn họ hãy cùng mày mò về photolithography và các thành phần sản xuất nên khối hệ thống photolithograpy.
Bạn đang xem: Lithography là gì
Photolithography = Photography + Lithography
Trước khi đi vào photolithograpy, hãy cùng khám phá về lithography. Trong tiếng Hi Lạp cổ, lithos tức là đá, graphein nghĩa là viết. Bạn xưa vẽ hình lên khối đá vôi bởi dầu, mỡ, hoặc sáp rồi tiếp nối tráng một tấm acid lên. Phần hình vẽ đã được đảm bảo an toàn bởi dầu mỡ, phần còn sót lại sẽ có mặt phản ứng hoá học, tạo nên nước. Sau đó, nhiều loại mực ưa dầu được trùm lên và chỉ bám vào phần hình vẽ được đảm bảo an toàn bởi dầu mỡ. Cuối cùng, người thợ in hình vẽ lên giấy trường đoản cú tấm đá vôi, ví như tấm bạn dạng đồ Munich dưới đây.
Với trục tung là kích thước/bước sóng (nm), trục hoành là dòng thời gian ứng với các công nghệ nguồn sáng, biểu đồ biểu đạt quá trình thu nhỏ kích thước bóng cung cấp dẫn (gate logic) cũng giống như đường kết nối trong đế cpu (M1) qua thời hạn <4>.
Năm 1982, tập đoàn lớn IBM, Mỹ giới thiệu công nghệ excimer laser. Excimer laze hoạt động bằng phương pháp kích thích những khí trơ (Argon, Krypton, hay Xenon) với khí halogen (Chlorine giỏi Fluorine) bởi tia điện nhằm tạo ra những hợp chất ở trạng thái kích ham mê (excited). Khi các hợp chất này quay trở lại trạng thái bình thường, bọn chúng toả ra tích điện dưới dạng ánh nắng có cách sóng nhất định <5>. Vào sản xuất chào bán dẫn, fan ta thường dùng excimer KrF (bước sóng 248 nm) với ArF (193 nm), tự đó sút bước sóng đối với đèn thuỷ ngân.Bước thanh lịch thập niên 2010, nhỏ người tiếp tục đẩy số lượng giới hạn kích thuớc bóng dẫn tới rất hạn bằng câu hỏi giới thiệu công nghệ extreme ultraviolet (EUV) vào photolithography. EUV áp dụng bước sóng 13.5 nm, chất nhận được con fan sản xuất được thiết bị cung cấp dẫn ở tiến trình dưới 10 nm.
Xem thêm: Bỉ Nói Tiếng Gì ? Ngôn Ngữ Được Sử Dụng Nhiều Nhất Tại Bỉ Quốc Gia Bỉ
Photomask
Sản xuất chip cũng như xây nhà. Bạn dạng thiết kế chip sẽ với nhiều tầng (layer) không giống nhau, với tầng dưới cùng thường là bóng chào bán dẫn (transistors), các tầng trên là những đường dẫn liên kết (interconnects) những bóng chào bán dẫn với nhau cùng ra bên phía ngoài để chế tạo ra thành mạch điện (circuit). Chip bây giờ thường cần khoảng tầm 30 tầng, tương ứng với 30 tấm photomask. Photomask hiện thời là một lớp kim loại chrome được khắc laser theo kiến tạo và được để lên trên một lớp kính.
Hình hình ảnh một photomask, trong các số ấy có 4×5 đế chip. Mỗi lần chiếu sáng, sẽ sở hữu 20 đế chip được in lên mặt phẳng wafer.
Ở giai đoạn đầu của sản xuất buôn bán dẫn, photomask không có tác dụng từ chrome và tấm kính cứng nhưng mà làm từ vật liệu polymer là rubylith, vốn được dùng trong thẩm mỹ thời đó. Mặc dù nhiên, rubylith là vật liệu mềm, cùng với kĩ thuật tương tác lithography thời đó khiến bề mặt của photomask nhanh chạm mặt lỗi (defects), khiến vòng đời thực hiện của rubylith hơi ngắn và ảnh hưởng đến năng suất và hóa học lượng. Đến thập niên 70, con người chuyển sang cần sử dụng photomask từ bỏ chrome trên kính. Cùng tiến trình này, nhà sản xuất cũng chuyển từ contact lithography sang projection lithography, giúp tăng thêm vòng đời của photomask cũng như đảm bảo chất lượng của photomask sau khá nhiều lần dùng <9>.
Tuy nhiên, chrome photomask cũng quan trọng tránh khỏi vấn đề có bụi trên bề mặt. Đầu thập niên 80, nhỏ người cách tân và phát triển pellicle, một tấm màng polymer mỏng mảnh trên bề mặt lớp chrome. Lúc có những hạt bụi bẩn trên pellicle, độ dày của pellicle được tính toán để làm sao đến hạt những vết bụi nằm ngoài vùng dung nhan nét (out of the focal plane), từ đó hình hình ảnh hạt vết mờ do bụi không được in lên bề mặt tấm wafer <9>.
Photolithography là 1 bước quan trọng đặc biệt trong quy trình sản xuất chip, góp hình thành các bóng chào bán dẫn, những kết nối của đế chip. Xuyên suốt quá trình cải tiến và phát triển của photolithography, con người đã tạo thành nhiều bước bỗng quá như kĩ thuật projection lens, đưa từ photomask rubylith sang trọng chrome, hay gần đây nhất là phát triển công nghệ extreme ultraviolet (EUV), giúp tạo thành những bé chip dưới 10nm. Kì tới, chúng ta sẽ cũng khám phá về công nghệ EUV và xem nó “thần thánh” đến mức nào nhé.
Xem thêm: Định Nghĩa Của Từ ' Argument Là Gì ? Định Nghĩa, Ví Dụ, Giải Thích
Tham khảo:
Le-Gratiet, et. Al., “Patterning critical dimension control for advanced xúc tích và ngắn gọn nodes,” Journal of Micro/Nanolithography, MEMS, and MOEMS, 2015.
