Надбання 21 століття у сфері глибокої (DUV) та екстремальної ультрафіолетової (EUV) фотолітографії, а також розробка відповідного спеціалізованого обладнання, можна без перебільшення назвати революційними. Цей прогрес можна порівняти з впливом, який справив винахід Йоганна Ґутенберґа у середині 15 століття. Сучасна електроніка, яку ми використовуємо щодня, базується на мікросхемах, що містять мільярди транзисторів. Саме складний і багатоетапний процес фотолітографії є фундаментальною основою їх виробництва, дозволяючи розміщувати величезну кількість інтегральних схем на крихітних кремнієвих пластинах. Від персональних комп’ютерів, ноутбуків, планшетів та автомобілів до смарт-годинників – усе працює завдяки різноманітним сучасним мікросхемам. Центральні процесори (CPU), графічні процесори (GPU), системи-на-чіпі (SoC), пам’ять DRAM та NAND – усі ці компоненти включають мільярди мініатюрних транзисторів, з’єднаних численними шарами провідних доріжок. Лідерство у виробництві установок для DUV та EUV-літографії належить нідерландській компанії ASML. Тож давайте детальніше розглянемо процеси, що відбуваються на їхніх виробничих лініях.
Зміст
- 1 Передова фотолітографія на прикладі ASML
- 2 Нанесення шарів мікросхем на кремнієву підкладку
- 3 З чого складається та як працює EUV-машина
- 4 EUV-світло та його особливості
- 5 Як працює фотомаска
- 6 Обробка кремнієвих пластин та фоторезист
- 7 Чого чекати на ринку EUV-літографії найближчим часом
Передова фотолітографія на прикладі ASML
Найменші елементи сучасних транзисторів сягають близько 10 нанометрів (нм), що еквівалентно приблизно 45 атомам кремнію. Для створення таких складних мікросхем використовується серія послідовних фотолітографічних процесів. Кожен з цих процесів, у свою чергу, складається з кількох етапів, що виконуються спеціалізованою фотолітографічною установкою. Це можна порівняти з роботою високоточного копіювального апарату, який переносить на кремнієву пластину мікроскопічні зображення елементів транзисторів та шарів провідних доріжок, що їх поєднують.
Безперервне вдосконалення конструкції фотолітографічних машин дозволяє друкувати схеми дедалі меншого розміру та розміщувати на кремнієвій підкладці значно більшу кількість транзисторів. Сучасні фотолітографічні установки оперують екстремально глибоким ультрафіолетовим світлом (EUV). Вони складаються з фотомаски – по суті, своєрідного трафарету для формування шару транзисторів майбутньої мікросхеми. У машину завантажується попередньо підготовлена кремнієва пластина діаметром приблизно 300 нм. За допомогою EUV-світла та спеціальних дзеркальних систем шаблон переноситься на крихітну поверхню підкладки. Після цього пластина зміщується, і процес повторюється доти, доки машина повністю не заповнить її зображеннями шарів транзисторів для майбутніх мікросхем.
Обробка однієї кремнієвої пластини в EUV-установці триває близько 18 секунд. За цей час шаблон може бути перенесений близько сотні разів. Потім завантажується наступна пластина, і цикл повторюється. Після завершення формування транзисторних шарів, пластина переміщується до іншого типу фотолітографічної машини, де поверх транзисторів формуються численні шари провідних з’єднань. У деяких випадках для друку цих з’єднань може застосовуватися простіший DUV-процес. Товщина сторони кожного транзистора в шарі становить близько 13 нм. Фотолітографічна машина копіює зображення з транзисторним шаром менш ніж за секунду.
Кремнієві підкладки доставляються у спеціальних контейнерах (FOUP), які автоматизована підвісна система транспортує між різними установками. Коли контейнер прибуває до потрібної машини, він опускається, і пластини послідовно вивантажуються для нанесення на них необхідного малюнка – чи то транзисторного шару, чи з’єднань, для подальшого засвічення або видалення матеріалу.
Думка UA Новини: Інвестиції в передові фотолітографічні технології, як-от EUV від ASML, є ключовим чинником для збереження конкурентоспроможності на глобальному ринку напівпровідників. Це стимулює розвиток потужніших і енергоефективніших пристроїв, що безпосередньо впливає на якість життя та можливості користувачів у цифрову епоху.
Джерело новини: itc.ua