Βίντεο: Cloud Computing - Computer Science for Business Leaders 2016 2024
Η βιομηχανία ημιαγωγών εργάζεται εδώ και χρόνια στη νανοτεχνολογία. Χρησιμοποιούν εργαλεία και διεργασίες για να χαράσσουν πρότυπα νανο-μεγέθους σε δίσκους πυριτίου επικαλυμμένους με ένα υλικό που ονομάζεται φωτοευαίσθητο. Αυτά τα μοτίβα απαρτίζουν τα κυκλώματα του τσιπ που επιτρέπουν στον υπολογιστή σας να επεξεργάζεται δεδομένα. Η διαδικασία που χρησιμοποιείται για την κατασκευή αυτών των μοτίβων ονομάζεται nanolithography .
Τα ολοκληρωμένα κυκλώματα που είναι ο εγκέφαλος του υπολογιστή σας περιλαμβάνουν δομές νανο-μεγέθους. Για να δημιουργήσετε χαρακτηριστικά νανο-μεγέθους για ολοκληρωμένα κυκλώματα σε δίσκους πυριτίου απαιτεί μια μηχανή που ονομάζεται stepper, η οποία χρησιμοποιεί μια τεχνική που ονομάζεται λιθογραφία για την εκτύπωση ενός σχεδίου στο τσιπ. Οι μικροεπεξεργαστές με μέγεθος χαρακτηριστικών 32 νανομέτρων που έχουν κατασκευαστεί με διεργασία nanolithography έχουν μέχρι 995 εκατομμύρια τρανζίστορ συσκευασμένα σε ένα τσιπ υπολογιστή.
Σε ένα βήμα, το φως λάμπει μέσα από ένα δικτυωτό, ή το φωτοκύτταρο, το οποίο περιέχει το πρότυπο προς εκτύπωση και ένας φακός εστιάζει το μοτίβο στην επικάλυψη φωτοανθεκτικών στην επιφάνεια ενός δίσκου ημιαγωγών. Το πλακίδιο μετατοπίζεται τότε, ή βαθμιαία, έτσι ώστε μια μη εκτεθειμένη περιοχή φωτοανθεκτικού να κινείται κάτω από το οπτικό σύστημα, εκθέτοντας την περιοχή χρησιμοποιώντας υπεριώδες φως. Αυτό το βήμα συνεχίζεται έως ότου το μοτίβο επαναληφθεί σε ολόκληρη την πλάκα.
Η λιθογραφία είναι παρόμοια με την κινηματογραφική φωτογραφία, στην οποία εκτίθεται ένα πρότυπο στην φωτοαντιστάθμιση και ο φωτοαντιστάκτης αναπτύσσεται χρησιμοποιώντας φωτογραφικές χημικές ουσίες. Η αναπτυσσόμενη διαδικασία και στις δύο περιπτώσεις ξεπλένει τον μη εκτεθειμένο φωτοαντιστάτη, αφήνοντας το ανθεκτικό στο επιθυμητό σχέδιο πάνω στην επιφάνεια της γκοφρέτας. Ένα σύστημα χάραξης απομακρύνει το πυρίτιο και άλλα στρώματα που δεν καλύπτονται από το μοτίβο του φωτοαντιστάτη.
Οι κατασκευαστές συνεχίζουν να ακολουθούν τεχνικές για να μειώσουν το ελάχιστο μέγεθος χαρακτηριστικών που μπορούν να εκτυπώσουν. Η μέθοδος που χρησιμοποιείται σήμερα από τους περισσότερους κατασκευαστές ολοκληρωμένων κυκλωμάτων μεγάλου όγκου ονομάζεται 193 nm λιθογραφία εμβάπτισης. Το 193 nm σχετίζεται με το μήκος κύματος του υπεριώδους φωτός που παράγεται από ένα λέιζερ που χρησιμοποιείται για την έκθεση του ανθεκτικού και η εμβάπτιση αναφέρεται στο γεγονός ότι βυθίζετε τον φακό σε μια λακκούβα από πολύ καθαρό νερό.
Ο αέρας μεταξύ του φακού και της φωτοαντιστάσεως προκαλεί ελαφρά κάμψη της φωτεινής περιοχής, λόγω διαφορών στο δείκτη διάθλασης μεταξύ του αέρα και του φακού. Ωστόσο, ο δείκτης διάθλασης για το νερό είναι πιο κοντά σε αυτόν του φακού, οπότε το φως κάμπτεται λιγότερο και το βήμα μπορεί να εκτυπώσει ένα λεπτότερο μοτίβο.
Κατά την κατασκευή ολοκληρωμένων κυκλωμάτων, μπορείτε να εκθέσετε πολλά διαφορετικά μοτίβα σε ένα δίσκο και κάθε ένα από αυτά τα μοτίβα καθορίζει ένα συγκεκριμένο στρώμα ή τύπο υλικού.
Για παράδειγμα, ένα στρώμα μπορεί να ορίζει τις μεταλλικές γραμμές που συνδέουν διάφορα εξαρτήματα του κυκλώματος, ενώ ένα άλλο στρώμα μπορεί να καθορίσει την πύλη των τρανζίστορ στο κύκλωμα. (Η πύλη ενός τρανζίστορ είναι η περιοχή που επιτρέπει σε μια εφαρμοζόμενη τάση να ενεργοποιήσει ή να απενεργοποιήσει το τρανζίστορ και είναι η μικρότερη περιοχή που θα σχεδιαστεί στο ολοκληρωμένο κύκλωμα.)
Σήμερα, οι κατασκευαστές συνεργάζονται με βηματόμετρα που χρησιμοποιούν εμβάπτιση 193 nm λιθογραφία για την παραγωγή ολοκληρωμένων κυκλωμάτων με ελάχιστο μέγεθος χαρακτηριστικών 32 nm.
Αν και το σύστημα εμβάπτισης 193 nm καθίσταται λιγότερο αναποτελεσματικό καθώς μειώνεται το μέγεθος του χαρακτηριστικού, οι κατασκευαστές θα πρέπει να χρησιμοποιήσουν αυτό το σύστημα μέχρις ότου διατίθεται το σύστημα επόμενης γενιάς. Αυτή η επόμενη βελτίωση στις βαθμίδες και στη λιθογραφία θα είναι ένα σύστημα που χρησιμοποιεί υπεριώδες φως με μήκος κύματος 13,5 nm. Αυτό το σύστημα ονομάζεται ακραία υπεριώδη ακτινοβολία, ή το EUV, επειδή χρησιμοποιεί υπεριώδες φως με τέτοιο εξαιρετικά μικρό μήκος κύματος.
Τα συστήματα ακραίας υπεριώδους νανολιθογραφίας δεν χρησιμοποιούν τεχνικές εμβάπτισης. Αντ 'αυτού, η διαδρομή φωτός και οι δίσκοι που υποβάλλονται σε επεξεργασία βρίσκονται σε κενό, επειδή ο αέρας ή το νερό θα εμπόδιζαν την ακτινοβολία EUV.
