Как изготавливаются фотошаблоны на интегральных схемах с таким высоким разрешением?

Насколько я понимаю, фотомаски/фотосетки используются для изготовления интегральных схем, процессоров и т.п. Я также читал, что программное обеспечение САПР и языки, такие как VHDL, используются для описания реальной физической схемы вентилей и их транзисторов.

Однако ни один из ответов на этом сайте (и других), похоже, не объясняет, как производится сама фотомаска . Или, другими словами: как вы «печатаете» CAD-модели на фотошаблонах? Учитывая крошечный размер современной электроники (мой собственный процессор, по-видимому, использует 14-нм литографию), как нам добиться необходимого разрешения?

Начнем с фотомаски большего размера, а затем спроецируем на меньшую, установив между ними какой-нибудь объектив? Или есть двигатели/механизмы, способные двигаться с точностью ~14 нм, которые распечатывают дизайн? Или это вообще что-то другое?

Колдовство и черная магия вуду. А если серьезно: хотя это интересно, я думаю, что это слишком широко, чтобы на него можно было ответить здесь, поскольку это можно было бы считать почти отдельной областью инженерии. Я предлагаю начать с изучения основ литографии в целом, а затем уже задавать более конкретные вопросы. Кроме того: тот факт, что функции такие маленькие, не означает, что маска должна быть такой маленькой - поищите использование двойного / множественного рисунка для плавников.

Ответы (2)

Существует ряд технологий, используемых для производства так называемых «14-нм» транзисторов:

Маркетинг

Эти цифры в основном бессмысленны. Раньше это относилось к длине ворот, теперь это больше маркетинговый трюк. В вашем 14-нм чипе, возможно, вы могли бы возразить, что что-то есть 14-нм, но в основном это просто попытка действовать так, как будто новый процесс лучше старого, не вдаваясь в слишком много технических деталей. В любом случае, на маске для 14-нм техпроцесса точно нет ничего 14-нм.

Системы редукционной литографии

Большинство современных инструментов литографии (степперы/сканеры) уменьшают размер проецируемого рисунка, обычно в 5 раз. Это не позволяет увеличить конечное разрешение, но делает создание маски немного проще.

Смещение процесса

При производстве полупроводниковых устройств есть ряд вещей, которые могут уменьшить или увеличить ваши характеристики сверх того, что определено маской. Например, если вы изобразите линию 100 нм на фоторезисте, а затем протравите пленку под ним, вы можете подрезать резист и получить линию 80 нм, когда закончите.

Причудливые трюки с изображениями

Есть ряд «трюков», которые вы можете использовать в системе обработки изображений, чтобы улучшить разрешение сверх того, что есть на маске. Несколько названий без пояснений: дипольные апертуры, маски с фазовым сдвигом, множественная диаграмма направленности.

Как это делается?

Теперь, чтобы ответить на ваш актуальный вопрос. Маски изготавливаются в электронно-лучевых или лазерных системах прямой записи. Очень тонкий электронный луч или лазер используются для записи узоров на электронно-лучевой или чувствительный к лазеру резист, а после проявления используется маска для травления, открывающая прозрачные области в маске. Эти системы могут записывать функции порядка 10 нм, но они очень медленные и дорогие. По этой причине они обычно не используются в производстве, отдавая предпочтение более быстрым оптическим системам.

Маска изготавливается с помощью химического процесса, аналогичного печатной плате на подложке из кремнезема в гораздо большем масштабе.

Затем маска используется с источником света и некоторым набором оптики, чтобы сфокусировать свет на крошечной области. Немного похоже на обратную сторону кинопроектора.

Описание

введите описание изображения здесь

введите описание изображения здесь

Этот ответ, похоже, сосредоточен на том, как используется маска, а не на том, как ее изготавливают. Единственная часть, в которой говорится о том, как создается маска, не затрагивает основной вопрос: как сделать элементы настолько маленькими? Обратите внимание, что системы уменьшения не улучшают предельное разрешение, и коэффициент 5 не сделает внезапно размеры в нанометровом масштабе понятными.
Как изготавливаются фотошаблоны на интегральных схемах с таким высоким разрешением?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v