Criar características nanométricas em chips de computador usando nanolithography

Video: Guided Tour of Dip Pen Nanolithography

A indústria de semicondutores tem sido no negócio de nanotecnologia por anos. Eles usam ferramentas e processos para gravar padrões de tamanho nano sobre hóstias de silício revestidas com um material chamado fotorresistente. Esses padrões compõem os circuitos do chip que permitirá que o computador para processar os dados. O processo usado para fazer esses padrões é chamado nanolithography.

Video: Professor Edmund Linfield: Nanolithography

Os circuitos integrados que são os cérebros de seu computador incluem estruturas nanométricas. Para criar características nanométricas para circuitos integrados em wafers de silício requer um aparelho chamado de passo, que usa uma técnica chamada de litografia para imprimir um padrão no chip. Microprocessadores com uma dimensão de traço de 32 nanômetros feito com um processo nanolithography ter até 995 milhões de transistores montados em um chip de computador.

Em um passo, luz brilha através de um retículo, ou fotomáscara, que contém o padrão a ser impresso, e uma lente foca o padrão no fotorresistente revestimento da superfície de uma bolacha de material semicondutor. A bolacha é então deslocado, ou degraus, de modo que uma região não exposta de movimentos fotossensíveis no âmbito do sistema óptico, expondo a região usando luz UV. Este stepping continua até que o padrão se repete em todo o wafer.

A litografia é semelhante à fotografia em filme, em que um padrão é exposta em fotorresiste e o fotorresiste é desenvolvido utilizando produtos químicos fotográficos. O processo, em ambos os casos desenvolvendo lava a fotorresistência não exposta, deixando a resistir no padrão desejado sobre a superfície da bolacha. Um sistema de decapagem remove o silício e outras camadas que não são cobertas pelo padrão do fotorresistente.

Os fabricantes continuam aparecendo com técnicas para reduzir o tamanho mínimo de funcionalidade que pode imprimir. O método actualmente utilizado pela maioria dos fabricantes de circuitos integrados de grande volume é chamado 193 nm litografia de imersão. o 193 nm refere-se ao comprimento de onda de luz ultravioleta gerada por um laser utilizada para expor a resistir, e imersão refere-se ao fato de que você está mergulhando a lente em uma poça de água ultrapura.

Video: AFM lithography

Ar entre a lente e fotorresistente faz com que a luz se dobrar ligeiramente, devido a diferenças no índice de refracção entre o ar e a lente. No entanto, o índice de refração da água é mais próximo ao da lente, para que a luz se curva menos eo passo pode imprimir um padrão mais fino.

Quando fabricação de circuitos integrados, você pode expor vários padrões diferentes em um wafer e cada um desses padrões define uma camada ou tipo de material particular.

Por exemplo, uma camada pode definir as linhas metálicas que ligam vários componentes do circuito, enquanto a outra camada pode definir a porta dos transistores no circuito. (A porta de um transistor é a região que permite que uma tensão aplicada para ligar o transistor ligado ou desligado e é a região mais pequena para ser modelado no circuito integrado).

Atualmente, os fabricantes estão trabalhando com steppers que usam 193 nm litografia de imersão para produzir circuitos integrados com uma dimensão de traço mínima nm 32.

Video: Nanolithography Meaning

Embora o sistema de imersão 193 nm, torna-se menos ineficiente como o tamanho característica é reduzida, os fabricantes terá que usar este sistema até que o sistema de geração seguinte estiver disponível. Que no próximo melhoria steppers e litografia será um sistema que utiliza luz ultravioleta com um comprimento de onda de 13,5 nm. Este sistema é chamado ultravioleta extremo, ou EUV, porque utiliza a luz ultravioleta com um comprimento de onda muito curto tal.

nanolithography ultravioleta extremo sistemas não usar técnicas de imersão. Em vez disso, o percurso da luz e as bolachas que são processados ​​são em vácuo porque o ar ou a água iria bloquear o feixe EUV.