關于光刻的書籍
書名:《IC Fabrication Technology》By BOSE
IT制造技術
細說一下光刻.
小于頭發絲直徑的操作會很困難,
所以光刻(比如說100nm)是怎么做的呢?
比如說我們要做一個100nm的門電路(90nm technology),
那么實際上是這樣的:

這層掩膜是第一層,
大概10倍左右的Die Size(核心尺寸)有兩種方法制作:
Emulsion Mask (乳膠掩膜)和 Metal MaskEmulsion Mask

★ Emulsion Mask

這貨分辨率可以達到 2000line / mm
其實挺差勁的…
所以sub-micron(次微米) ,
也即um(微米)級別以下的 VLSI(超大規模集成電路)不用…
VLSI=Very Large Scale Integration

制作方法:
首先:
需要在Rubylith上面刻出一個比想要的掩膜大個20倍的形狀
(大概是真正制作尺寸的200倍)
這個形狀就可以用激光什么的刻出來
只需要微米級別的刻度

然后:
給它照相!

相片就是Emulsion Mask(乳膠掩膜)!
如果要拍的”照片”太大,
也有分區域照的方法.

★ Metal MaskEmulsion Mask

制作過程:
先做一個Emulsion Mask,
然后用Emulsion Mask以及
我之前提到的17-18步做Metal Mask!
瞬間有種Recursion(遞歸)的感覺有沒有!

Electron beam(電子束):
大概長這樣

制作的時候移動的是底下那層.
電子束不移動.
就像打印機一樣把底下打一遍.
好處是精度特別高,
目前大多數高精度的(<100nm技術)都用這個掩膜.
壞處是太慢…
做好掩膜后:
Feature Size = k*lamda / NA
k一般是0.4,
跟制作過程有關;
lamda是所用光的波長;
NA是從芯片看上去,
放大鏡的倍率.
以目前的技術水平,
這個公式已經變了,
因為隨著Feature Size減小,
透鏡的厚度也是一個問題了
Feature Size = k * lamda / NA²

所以其實掩膜可以做的比芯片大一些.
至于具體制作方法,
一般是用高精度計算機探針 + 激光直接刻板.
Photomask(掩膜) 的材料選擇
一般也比硅晶片更加靈活,
可以采用很容易被激光汽化的材料進行制作.

浸沒式光刻

浸沒式光刻，
利用了光波在液體中波長更短這一無比簡單的原理，
將摩爾定律延長了10年，
人人都受益。
光刻是芯片制造的核心步驟，
2000年左右半導體業正在研究65納米節點，
業界主流都在使用193納米波長的光源，
這已經是傳統光學的極限。
為了制造出更小的半導體器件，
就要使用156納米的光源，
就只能用十萬美元一克的氟化鈣鏡頭，
折算下來鏡頭費用是芯片價值的一千倍。
intel當年為此投入十億美金卻毫無結果，
半導體業的未來一片昏暗。
這時美國林肯國家實驗室想到了一招，
把芯片浸在水里光刻！
水的折射率是1.33，
光波長在水中是145納米，
挑戰迎刃而解。
而這一辦法與已有的工藝很容易兼容，
改造成本也很低，
業界立刻全盤接受。
直到十幾年后的今天14納米節點，
浸沒式光刻仍然是主流方法，
工程師們用上了折射率更高的液體，
業界普遍認為10納米工藝浸沒式光刻還有生機

這個光刻的方法絕對是個黑科技一般的點!
直接把Lamda(波長)縮小了一個量級,
With no extra cost!
Food for Thought: Wikipedia
上面關于掩膜的版面給出了這樣一幅圖,
假設用這樣的掩膜最后做出來會是什么形狀呢?

于是還沒有人理Food for thought…

總結

以上是生活随笔為你收集整理的细说光刻技术的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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