Bagaimana litografi sebenarnya digunakan untuk "mencetak" transistor?

Di salah satu kelas saya, kami membaca sketsa litografi, tetapi sebagian besar sisi optik hal-hal (batas difraksi, perendaman cair untuk meningkatkan sudut kejadian, dll).

Satu hal yang tidak pernah dibahas adalah bagaimana cahaya benar-benar mengeluarkan silikon, dan membuat transistor. Saya sudah mencoba untuk tersandung di internet tetapi setiap artikel entah bagaimana di atas kepala saya, atau terlalu kabur.

Singkatnya, bagaimana sinar terfokus diarahkan pada senyawa seperti silikon yang mengarah ke transistor "tercetak", karena tidak ada istilah yang lebih baik?

Ada beberapa langkah tetapi proses dasarnya adalah Anda menggunakan photoresist.

Pada awal langkah proses, seorang photoresist "berputar" ke wafer. Ini adalah hal yang sangat harfiah, mereka memutar wafer sambil meneteskan polimer ke permukaan yang menyebar ke lapisan tipis dengan ketebalan yang tepat. Ini disembuhkan dan kemudian ditempatkan ke dalam mesin fotolitografi, yang memproyeksikan gambar ke wafer yang meninggalkan gambar laten di Photoresist (AKA PR).

PR dikembangkan (beberapa menolak negatif dan beberapa positif, yang berarti area yang terpapar tetap atau area yang terpapar dihilangkan). proses pengembangan menghilangkan bagian-bagian PR yang akan dihapus meninggalkan pola yang diinginkan.

PR dapat menentukan area yang tergores (dihapus) atau jendela di mana ion ditanam. Penanaman adalah proses di mana Si didoping.

Setelah area tersebut diimplantasikan, PR yang tersisa dihilangkan dan wafer diperlakukan secara termal untuk mengurangi kerusakan implan.

Di antara langkah-langkah litho adalah endapan, pertumbuhan, etsa, mandi basah, perawatan plasma dll.

Untuk menguraikan langkah proyeksi (pencitraan):

Desain asli microchip "digambar" dengan beberapa cara lain (mis. Mikroskop elektron) pada pelat kaca yang disebut reticle . Reticle dicitrakan pada photoresist dengan reduksi (mis. Reduksi 4 kali dalam mesin ASML), menghasilkan struktur kecil. Sementara semua langkah dalam membuat chip penting, langkah pencitraan ini sangat penting dalam menentukan kualitas dan ukuran fitur chip akhir, dan juga dalam hal kompleksitas dan biaya.

Ketika teknologi disebutkan dengan nanometer, ini adalah tentang dimensi kritis (ukuran fitur terkecil) yang dibuat pada langkah ini (asalkan dapat "diproses" secara kimia. Saat ini sekitar 20 nm (dibandingkan dengan panjang gelombang cahaya tampak 500 nm dan dengan diameter atom silikon 0,2 nm). Biasanya semakin kecil dimensi kritis, semakin cepat dan lebih hemat energi adalah chip.

Mesin fotolitografi saat ini menggunakan cahaya DUV (ultraviolet dalam) dengan panjang gelombang 193 nm. Mesin generasi berikutnya akan didasarkan pada cahaya EUV (ultraviolet ekstrim) dengan panjang gelombang 13,5 nm dan akan menggunakan optik berbasis cermin murni dalam ruang hampa (karena kaca dan bahkan udara menyerap cahaya EUV).

Halaman web ini (tautan yang dicuri dari jawaban atas pertanyaan ini ) menunjukkan langkah-langkah berbeda untuk membuat transistor pada wafer. Sangat dijelaskan dengan ilustrasi yang jelas.

Saya pikir apa yang Anda lewatkan adalah bahwa cahaya tidak digunakan secara langsung untuk obat bius silikon, itu digunakan untuk membuat topeng yang melindungi bagian dari silikon yang tidak harus didoping. Doping itu sendiri dilakukan dengan mengekspos bagian yang tidak terlindung pada beberapa gas yang berdifusi dalam silikon.