Nanolithography

반도체 산업은 수년간 나노 기술 사업에 종사해 왔습니다. 그들은 포토 레지스트 라 불리는 물질로 코팅 된 실리콘 웨이퍼에 나노 크기의 패턴을 에칭하는 도구와 공정을 사용합니다. 이러한 패턴은 컴퓨터에서 데이터를 처리 할 수있는 칩 회로를 구성합니다. 이러한 패턴을 만드는 데 사용되는 프로세스를 나노 리소그래피 라고합니다.

컴퓨터의 두뇌 인 집적 회로에는 나노 크기의 구조물이 포함됩니다. 실리콘 웨이퍼에 집적 회로를위한 나노 크기의 피처를 생성하려면 리소그래피 (lithography)라는 기술을 사용하여 칩에 패턴을 인쇄하는 스테퍼 (stepper)라는 기계가 필요합니다. 나노 리소그래피 프로세스로 제조 된 32 나노 미터 크기의 마이크로 프로세서는 하나의 컴퓨터 칩에 9 억 9500 만 개의 트랜지스터가 집적되어 있습니다.

나노 리소그래피에서 사용되는 스테퍼의 광학 부분. 스테퍼에서, 빛은 인쇄 될 패턴을 포함하는 레티클 또는 포토 마스크를 통해 빛나고, 렌즈는 반도체 웨이퍼의 표면을 코팅하는 포토 레지스트에 패턴을 초점을 맞춘다. 이어서, 웨이퍼는 광학 시스템 아래에서 포토 레지스트의 미노출 영역이 이동하도록 UV 광을 사용하여 그 영역을 노출 시키도록 시프트 또는 스텝 화된다. 이 스테핑은 패턴이 전체 웨이퍼에 걸쳐 반복 될 때까지 계속된다.

193 nm

는 레지스트를 노광하는 데 사용 된 레이저에 의해 생성 된 자외선의 파장과 관련되며

침수 는 렌즈를 초순수의 물에 담그는 것을 의미합니다. 렌즈와 포토 레지스트 사이의 공기는 공기와 렌즈 사이의 굴절률의 차이로 인해 빛이 약간 구부러진 다. 그러나 물의 굴절률은 렌즈의 굴절률에 더 가깝기 때문에 빛이 덜 굴절되고 스테퍼가 더 미세한 패턴을 인쇄 할 수 있습니다. 집적 회로를 제작할 때 웨이퍼에 여러 패턴을 노출 할 수 있으며 이러한 패턴 각각은 특정 레이어 또는 재료 유형을 정의합니다. 예를 들어, 한 층은 회로의 다양한 구성 요소를 연결하는 금속 선을 정의 할 수 있고, 다른 층은 회로의 트랜지스터 게이트를 정의 할 수있다. (트랜지스터의 게이트는인가 전압으로 트랜지스터를 켜거나 끌 수있는 영역이며 집적 회로에서 패턴화할 수있는 가장 작은 영역입니다.) 현재 제조업체는 193 nm 침수를 사용하는 스테퍼로 작업하고 있습니다 리소그래피를 사용하여 32nm 최소 피처 크기의 집적 회로를 제작했다. 193 nm 액침 시스템은 피처 크기가 감소함에 따라 비효율적이지는 않지만, 차세대 시스템이 이용 가능할 때까지이 시스템을 사용해야 할 것이다. 스테퍼와 리소그래피의 다음 개선은 13.5nm 파장의 자외선을 사용하는 시스템이 될 것입니다. 이 시스템은 매우 짧은 파장의 자외선을 사용하기 때문에 극한 자외선 또는 EUV라고합니다. Extreme ultraviolet nanolithography 시스템은 침지 기술을 사용하지 않습니다. 대신, 공기 또는 물이 EUV 빔을 차단하기 때문에 가공 된 광 경로 및 웨이퍼는 진공 상태에 있습니다.