¿Cómo se fabrican las fotomáscaras de circuitos integrados con una resolución tan alta?

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Entiendo que las fotomáscaras / fotoreticles se utilizan para la fabricación de circuitos integrados, CPU y similares. También he leído que el software CAD y los idiomas como VHDL se utilizan para describir la disposición física real de las puertas y sus transistores.

Sin embargo, ninguna de las respuestas en este sitio (y otras) parece explicar cómo se fabrica el photomask en sí mismo . O en otras palabras: ¿cómo se "imprimen" los modelos CAD en las fotomáscaras? Teniendo en cuenta el pequeño tamaño de la electrónica moderna (mi propia CPU aparentemente utiliza una litografía de 14 nm) ¿cómo conseguimos la resolución necesaria?

¿Comenzamos con una fotomáscara más grande, y luego proyectamos en la más pequeña, con algunas lentes en medio? ¿O hay motores / mecanismos realmente capaces de moverse a una precisión de ~ 14nm, que imprimen el diseño? ¿O es algo completamente distinto?

    
pregunta nbura

2 respuestas

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Hay una serie de técnicas utilizadas para fabricar los llamados transistores "14 nm":

Marketing

Estos números son en su mayoría sin sentido. Solía referirse a la longitud de la puerta, ahora es más un truco de marketing. En su chip de 14 nm, tal vez podría argumentar que algo es de 14 nm, pero en su mayoría solo está ahí para tratar de actuar como si el nuevo proceso fuera mejor que el anterior sin entrar en demasiados detalles técnicos. En cualquier caso, ciertamente no hay nada de 14 nm en una máscara para un proceso de 14 nm.

Sistemas de litografía de reducción

La mayoría de las herramientas modernas de litografía (steppers / scanners) reducen el tamaño del patrón proyectado, generalmente una reducción de 5x. Esto no permite un aumento en la resolución final, pero hace que la creación de formularios sea un poco más fácil.

Proceso sesgo

Cuando se fabrican dispositivos semiconductores, hay una serie de cosas que pueden reducir o aumentar sus características más allá de lo que la máscara definió. Por ejemplo, si imaginas una línea de 100 nm en una fotoprotección y luego haces un grabado en la película subyacente, puedes reducir la resistencia y obtener una línea de 80 nm cuando termines.

Fancy Imaging Tricks

Hay un número de "trucos" que puedes emplear en un sistema de imágenes para mejorar la resolución más allá de lo que está en la máscara. Algunos nombres sin explicación: aberturas de dipolos, máscaras de cambio de fase, patrones múltiples.

¿Cómo se hace?

Ahora, para abordar su pregunta real. Las máscaras se realizan en sistemas de escritura directa por láser o e-beam. Se utiliza un haz de electrones o láser muy fino para escribir patrones en un haz de electrones o una resistencia sensible al láser y, después del revelado, se usa una máscara de grabado que abre regiones claras en la máscara. Estos sistemas pueden escribir características del orden de 10 de nm, pero son muy lentos y caros. Por esta razón, no suelen utilizarse en la producción, lo que favorece los sistemas ópticos más rápidos.

    
respondido por el Matt
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La máscara se realiza mediante un proceso químico similar a un PCB en un sustrato de sílice a una escala mucho mayor.

Luego, la máscara se usa con una fuente de luz y un conjunto de ópticas para enfocar la luz en un área pequeña. Un poco como el reverso de un proyector de cine.

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respondido por el Damien

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