Як літографія насправді використовується для «друку» транзисторів?

В одному з моїх занять ми переглядали літографію, але, в основному, оптичну сторону речей (межа дифракції, занурення рідини для збільшення кута падіння тощо).

Один момент, який ніколи не висвітлювався - це те, як світло насправді допірує кремній і створює транзистор. Я намагався наштовхнутися навколо в мережі , але кожна стаття або чином над моєю головою, або занадто розпливчастим.

Коротше кажучи, як сфокусований промінь світла, спрямований на таке з'єднання, як кремній, призводить до "друкованого" транзистора, через відсутність кращого терміна?

Є кілька кроків, але основний процес полягає в тому, що ви використовуєте фоторезист.

На початку етапу процесу фоторезист "закручується" на вафлі. Це дуже буквальна річ, вони обертають вафельні, капаючи полімер на поверхню, яка розтікається тонким шаром точної товщини. Це виліковується і потім поміщається у фотолітографічний апарат, який проектує зображення на пластину, яка залишає приховані зображення у Фоторезисті (AKA PR).

PR розроблений (деякі опори негативні, а деякі позитивні, це означає, що оголені ділянки залишаються або відкриті ділянки усуваються). процес розробки вилучає частини PR, які потрібно видалити, залишаючи позаду потрібну схему.

PR може визначати області, які травляться (видаляються), або вікна, через які імплантуються іони. Імплантація - це процес, через який легують Si.

Після того, як ділянка імплантована, решту PR знімають і вафлі термічно обробляють, щоб відпалити пошкодження імплантату.

Між етапами літо є відкладення, нарости, травлення, вологі ванни, плазмові процедури тощо.

Щоб детальніше ознайомитися з етапом проекції (зображення):

Оригінальний дизайн мікрочіпа «намальовано» якимись іншими способами (наприклад, електронною мікроскопією) на скляній пластині, що називається сіткою . Сітківку зображують на фоторезисті із зменшенням (наприклад, у 4 рази зменшення в машинах ASML), утворюючи крихітні структури. Хоча всі етапи створення чіпа є важливими, цей крок зображення має вирішальне значення для визначення якості та розміру функції кінцевого чіпа, а також з точки зору його складності та вартості.

Коли технологія згадується з нанометрів, мова йде про критичний розмір (найменший розмір функції), створений на цьому етапі (за умови, що його потім можна хімічно "обробити". В даний час це близько 20 нм (порівняйте з довжиною хвилі видимого світла 500 нм і до атомного діаметра кремнію 0,2 нм) .Зазвичай, чим менший критичний розмір, тим швидше і енергоефективніше мікросхема.

В сучасних фотолітографічних апаратах використовується ДУВ (глибокий ультрафіолетове) світло довжиною хвилі 193 нм. Машини наступного покоління будуть базуватися на світлі EUV (екстремальний ультрафіолет) з довжиною хвилі 13,5 нм і використовуватимуть чисту дзеркальну оптику у вакуумі (адже скло і навіть повітря поглинають світло EUV).

Ця веб-сторінка (посилання, викрадена з відповіді на це запитання ) показує різні кроки створення транзистора на вафлі. Дуже добре пояснюється чіткими ілюстраціями.

Я думаю, що те, що вам не вистачає, - це те, що світло не використовується безпосередньо для дозування кремнію, він використовується для виготовлення маски, яка захищає частину кремнію, яка не повинна бути легована. Сам допінг робиться шляхом потрапляння незахищеної частини на деякий газ, який дифундує в кремній.