Video: HVERDAGSVLOG: NYE SKABE + PRE FØDSESLDAG 2025
Halvlederindustrien har været i nanoteknologibedriften i årevis. De bruger værktøjer og processer til at ætse nano-størrelse mønstre på siliciumplader belagt med et materiale kaldet photoresist. Disse mønstre udgør kredsløbene på chippen, der gør det muligt for din computer at behandle data. Processen der bruges til at lave disse mønstre hedder nanolitografi .
De integrerede kredsløb, der er hjernen på din computer, omfatter nanostørrelsesstrukturer. For at skabe nanostørrelsesfunktioner til integrerede kredsløb på siliciumplader kræves en maskine kaldet en stepper, der bruger en teknik kaldet litografi til at udskrive et mønster på chippen. Mikroprocessorer med en 32-nanometer trækstørrelse lavet med en nanolitografiproces har så mange som 995 millioner transistorer pakket på en computerchip.
I en stepper skinner lyset gennem en reticle eller fotomask, der indeholder mønsteret, der skal udskrives, og en linse fokuserer mønsteret på fotoresistbelægningen på overfladen af en halvlederwafer. Waferen skiftes eller trækkes derefter, således at en ikke-eksponeret region af fotoresist bevæger sig under det optiske system og udsætter området ved brug af UV-lys. Denne trinning fortsætter, indtil mønsteret gentages over hele waferen.
Litografi ligner filmfotografering, hvor et mønster udsættes for fotoresist, og fotoresisten er udviklet ved hjælp af fotografiske kemikalier. Udviklingsprocessen i begge tilfælde vasker væk den ikke-eksponerede fotoresist, og efterlader resisten i det ønskede mønster på waferens overflade. Et ætsningssystem fjerner silicium og andre lag, der ikke er dækket af fotoresistens mønster.
Fabrikanter fortsætter med at udvikle teknikker til at reducere den minimale funktionsstørrelse, de kan udskrive. Den metode, der anvendes af de fleste højvolumen integrerede kredsløbsproducenter, kaldes 193 nm nedsænkningslithografi. 193 nm vedrører bølgelængden af ultraviolet lys, der genereres af en laser, der bruges til at afsløre resisten, og nedsænkning refererer til det faktum, at du fordyber linsen i en pølse af ultrapure vand.
Luft mellem linsen og fotoresisten forårsager let at bøje lidt på grund af forskelle i brydningsindekset mellem luft og linsen. Imidlertid er brydningsindekset for vand tættere på linsens, så lyset bøjer mindre, og steppen kan udskrive et finere mønster.
Ved fremstilling af integrerede kredsløb kan du udsætte flere forskellige mønstre på en wafer, og hvert af disse mønstre definerer et bestemt lag eller en type materiale.
For eksempel kan et lag definere metallinierne, som forbinder forskellige komponenter i kredsløbet, mens et andet lag kan definere transistorporten i kredsløbet. (Transistorporten er den region, der tillader en påført spænding at tænde eller slukke for transistoren og er den mindste region, der skal mønstre i det integrerede kredsløb.)
Fabrikanter arbejder i øjeblikket med stepper, der bruger 193 nm nedsænkning litografi til at producere integrerede kredsløb med en 32 nm minimum funktionsstørrelse.
Selvom 193 nm nedsænkningssystemet bliver mindre ineffektivt, da funktionsstørrelsen er reduceret, skal fabrikanterne bruge dette system, indtil næste generationssystem er tilgængeligt. Den næste forbedring i steppere og litografi vil være et system, der bruger ultraviolet lys med en 13,5 nm bølgelængde. Dette system kaldes ekstreme ultraviolet eller EUV, fordi det bruger ultraviolet lys med en så ekstrem kort bølgelængde.
Ekstra ultraviolet nanolitografi systemer bruger ikke nedsænkningsteknikker. I stedet er lysbanen og de wafer, der behandles, i et vakuum, fordi luft eller vand ville blokere EUV-strålen.
