ナノリソグラフィーを使用してコンピュータチップ上にナノサイズの機能を作成する - ダミー

半導体業界はナノテクノロジーのビジネスに長年携わってきました。彼らはツールとプロセスを使用して、フォトレジストと呼ばれる材料でコーティングされたシリコンウェーハ上にナノサイズのパターンをエッチングします。これらのパターンは、コンピュータ上でデータを処理できるようにチップ上の回路を構成します。これらのパターンを作るために用いられるプロセスは、 ナノリソグラフィー と呼ばれる。

あなたのコンピュータの脳である集積回路には、ナノサイズの構造が含まれています。シリコンウェーハ上に集積回路用のナノサイズのフィーチャを作成するには、チップ上にパターンを印刷するリソグラフィ技術を使用するステッパと呼ばれる機械が必要です。ナノリソグラフィープロセスで作製された32ナノメートルのフィーチャサイズを有するマイクロプロセッサは、1つのコンピュータチップに99500万ものトランジスタが集積されている。

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ナノリソグラフィーで使用されるステッパーの光学部分。ステッパでは、印刷されるパターンを含むレチクルまたはフォトマスクを介して光が光り、レンズは半導体ウエハの表面を覆うフォトレジスト上にパターンを集束する。その後、ウェーハは、フォトレジストの未露光領域が光学系の下を移動し、UV光を用いてその領域を露光するように、シフトまたはステップされる。このステップは、パターンがウェーハ全体にわたって繰り返されるまで続く。

<！リソグラフィは、パターンがフォトレジスト上に露光され、フォトレジストが写真薬品を用いて現像されるフィルム写真と同様である。両方の場合における現像プロセスは、未露光のフォトレジストを洗い流し、レジストをウェハの表面上の所望のパターンに残す。エッチングシステムは、フォトレジストのパターンによって覆われていないシリコンおよび他の層を除去する。

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メーカーは、印刷可能な最小フィーチャサイズを縮小する技術を開発し続けています。大部分の大量集積回路製造業者によって現在使用されている方法は、193nm液浸リソグラフィと呼ばれている。 193nm 999は、レジストを露光するために使用されるレーザーによって生成される紫外光の波長に関連し、浸漬999は、レンズを超純水のパドルに浸漬することを意味する。レンズとフォトレジストとの間の空気は、空気とレンズとの間の屈折率の差によって、光がわずかに曲がる。しかし、水の屈折率はレンズの屈折率に近く、光が曲がりにくく、ステッパーはより細かいパターンを印刷することができます。集積回路を製造する場合、ウェハ上にいくつかの異なるパターンを露光することができ、これらのパターンはそれぞれ、特定の層または材料のタイプを定義する。例えば、1つの層は、回路の様々な構成要素を接​​続する金属線を画定することができ、別の層は、回路内のトランジスタのゲートを画定することができる。 （トランジスタのゲートは、印加された電圧がトランジスタをオンまたはオフにすることを可能にする領域であり、集積回路内でパターン化される最小の領域である。）現在、製造業者は、193nm浸漬32nmの最小フィーチャ・サイズを有する集積回路を製造するためにリソグラフィを使用する。 193nm浸漬システムは、フィーチャサイズが縮小されるにつれて非効率的ではないが、製造業者は次世代システムが利用可能になるまでこのシステムを使用しなければならない。ステッパーとリソグラフィの次の改良は、13.5nm波長の紫外線を使用するシステムになります。このような極短波長の紫外光を用いるため、極紫外（EUV）と呼ばれています。極限紫外ナノリソグラフィシステムは液浸技術を使用しない。代わりに、光路および処理されるウエハは、空気または水がEUVビームを遮るので、真空中にある。