ตำแหน่งสำคัญของเทคโนโลยีการพิมพ์หินในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์

สังคมมนุษย์ไม่ใช่คนแปลกหน้า" แกะสลัก" และ" ทำเครื่องหมาย"ในฐานะสัญลักษณ์ของอารยธรรมผู้คนในสมัยโบราณได้แกะสลักโทเท็มแห่งชีวิตไว้ในถ้ำในฐานะสัญลักษณ์ของวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ผู้คนในปัจจุบันได้แกะสลักโครงสร้างของวงจรบนเวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์คนในสมัยโบราณใช้ไม้และหิน ทุกวันนี้ผู้คนฉลาดขึ้นและจำเป็นต้องได้รับการแกะสลักในขนาดที่เล็กลง ผู้คนใช้ไฟฟ้าและแสงสว่างนอกจากนี้ยังเป็นช่วงเวลาหนึ่งและจะกลายเป็นวงจรเมื่อแกะสลักบนเซมิคอนดักเตอร์

แน่นอนว่ามันไม่ง่ายเหมือนการวิเคราะห์ทางทฤษฎีการทำลวดลายหินเป็นเพียงการแกะสลักโครงสร้างของอุปกรณ์ทรานซิสเตอร์บนเซมิคอนดักเตอร์และเส้นทางที่เชื่อมต่อทรานซิสเตอร์เพื่อให้เกิดวงจรอย่างแท้จริงจำเป็นต้องใช้ชุดวิธีการผลิตชิปเช่นการเติมการสะสมการสะสมและการบรรจุหีบห่อแต่โฟโตลิโทกราฟีเป็นขั้นตอนแรกและขนาดขั้นต่ำที่กระบวนการผลิตชิปทั้งหมดสามารถบรรลุได้จะถูกกำหนดโดยกระบวนการโฟโตลิโทกราฟี

ตั้งแต่การประดิษฐ์ทรานซิสเตอร์ตัวแรกใน1947วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีได้รับการพัฒนาอย่างรวดเร็วปูทางไปสู่การคิดค้นผลิตภัณฑ์ขั้นสูงที่ทรงพลังกว่าคุ้มค่าและประหยัดพลังงานมากขึ้นแม้จะมีความก้าวหน้าอย่างมาก แต่ปัญหาของการให้ความร้อนของทรานซิสเตอร์และการรั่วไหลของกระแสไฟฟ้าก็เป็นอุปสรรคสำคัญในการทำให้ทรานซิสเตอร์มีขนาดเล็กลงและทำให้กฎของ Moore&# 39 มีประสิทธิภาพอยู่ได้นานมีข้อสงสัยว่าวัสดุบางอย่างที่ใช้ทำทรานซิสเตอร์สำหรับที่ผ่านมา40ต้องเปลี่ยนปี

ทรานซิสเตอร์ตัวแรกของโลก&# 39

นับจากการถือกำเนิดของทรานซิสเตอร์ตัวแรกการพัฒนาเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์มีมานานกว่าครึ่งศตวรรษและยังคงรักษาแนวโน้มการพัฒนาที่แข็งแกร่ง มันยังคงตามมามัวร์กฎหมายของ&# 39 ที่การรวมชิปจะสองครั้งใน18เดือนและขนาดอุปกรณ์จะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าทุก ๆ สามปีความเร็วของการพัฒนาคือลดลง0.7ครั้ง.เข้าใจแล้วการผลิตด้วยขนาดใหญ่ความกว้างของเส้นละเอียดความแม่นยำสูงประสิทธิภาพสูงและต้นทุนต่ำกำลังนำความท้าทายที่ไม่เคยมีมาก่อนมาสู่อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์

ในระหว่างกระบวนการผลิตวงจรรวมได้ผ่านกระบวนการหลายขั้นตอนเช่นการเตรียมวัสดุการปิดผิวการโฟโตลิโทกราฟีการทำความสะอาดการแกะสลักการเติมสารและการขัดด้วยเครื่องจักรทางเคมี โฟโตลิโทกราฟีเป็นกระบวนการที่สำคัญที่สุดซึ่งกำหนดระดับขั้นสูงของกระบวนการผลิตด้วยการพัฒนาวงจรรวมตั้งแต่ระดับไมครอนจนถึงระดับนาโนเมตรความยาวคลื่นของแสงที่ใช้ในการพิมพ์หินก็เปลี่ยนจากที่436 นาโนเมตรและ365 นาโนเมตรความยาวคลื่นในใกล้อัลตราไวโอเลต (NUV) พิสัยถึงที่248 นาโนเมตรและ193 นาโนเมตรความยาวคลื่นในอัลตราไวโอเลตลึก (DUV) พิสัย.ในปัจจุบันกระบวนการผลิตชิปส่วนใหญ่ใช้248 นาโนเมตรและ193 นาโนเมตรเทคโนโลยีการพิมพ์หินในปัจจุบันวิจัยเกี่ยวกับEUVเทคโนโลยีการพิมพ์หินอัลตราไวโอเลตที่รุนแรงด้วยความยาวคลื่นของ13.5 นาโนเมตรคือยังก้าวหน้าอย่างรวดเร็ว

ในปีพ. ศ. 2540,ไอบีเอ็มพัฒนาเทคโนโลยีการเชื่อมต่อโครงข่ายทองแดงชิป

ด้วยการปรับปรุงการรวมชิปทำให้มีความต้องการที่สูงขึ้นและสูงขึ้นสำหรับเทคโนโลยีโฟโตลิโทกราฟีใน1980sโดยทั่วไปเชื่อกันว่าความละเอียดขีด จำกัด ที่ถึงโดยการพิมพ์หินด้วยแสงคือ0.5แต่ด้วยการประยุกต์ใช้และการพัฒนาเทคโนโลยีใหม่บางอย่างรวมถึงแหล่งกำเนิดแสงเลนส์ถ่ายภาพนักถ่ายภาพเทคโนโลยีการสแกนแบบขั้นตอนและการพัฒนาเทคโนโลยีการเพิ่มความละเอียดของการพิมพ์หิน (ย้อนกลับ) ได้ผลักขีด จำกัด การพิมพ์หินให้ต่ำกว่ากระแส0.1.แม้ว่าบางคนจะเต็มไปด้วยความสงสัยเกี่ยวกับศักยภาพของการพิมพ์หินด้วยแสง แต่ความมีชีวิตชีวาที่เหนียวแน่นของมันยังคงทะลุขีด จำกัด ที่เรียกว่าการแก้ปัญหาซึ่งเป็นเทคโนโลยีการพิมพ์หินกระแสหลักที่ใช้ในปัจจุบัน

ทั้งหมด300 มมเวเฟอร์และ65 นาโนเมตรกระบวนการผลิตทรานซิสเตอร์ให้บริการโดยIntel

การพิมพ์หินเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีสำคัญของวงจรรวม เป็นปัจจัยทางเศรษฐกิจที่สำคัญในการผลิตผลิตภัณฑ์ทั้งหมด ค่าใช้จ่ายของการพิมพ์หินครอบครอง35% ของต้นทุนการผลิตทั้งหมด.การพิมพ์หินยังเป็นเหตุผลสำคัญที่กำหนดการพัฒนาวงจรรวมตามกฎของ Moore&# 39 หากไม่มีความก้าวหน้าในเทคโนโลยีการพิมพ์หินก็เป็นไปไม่ได้ที่วงจรรวมจะเปลี่ยนจากไมครอนไปเป็นไมครอนลึกแล้วไปสู่ยุคนาโน