Hlavní stránka Hardware Procesory, paměti Od písku k procesoru: tajemství technologií výroby čipů
Od písku k procesoru: tajemství technologií výroby čipů
autor: Tomáš Šulc , publikováno 30.3.2015
Od písku k procesoru: tajemství technologií výroby čipů

Výroba integrovaného obvodu, jakým jsou třeba procesory nebo GPU, vyžaduje stovky složitých operací a zabere mnoho času. Už jsme si popsali, jak funguje tranzistor a ukázali základní kroky výroby tranzistoru na waferu. Dnes si rozebereme fotolitografii nebo iontovou implantaci a popíšeme i další kroky v tomto zajímavém procesu.


Od písku k procesoru: tajemství technologií výroby čipů
v závislosti na fotorezistu (negativní/pozitivní) musí být i maska negativní, nebo pozitivní

V pořadí čtvrtým krokem ve fotolitografii je expozice. Při ní se wafer umístí do speciálního držáku a seřídí s maximální přesností. Následně prochází světlo přes masku s požadovaným motivem a osvětlují se jednotlivé integrované obvody na waferu, kterých může být i několik set. V dnešní době, kdy je cílem vyrábět stále menší a menší motivy, je expozice náročný proces. Masky se vyrábějí několikanásobně větší, než je výsledný integrovaný obvod a obraz z nich se zmenšuje pomocí čoček. Stejně tak se neosvětluje běžným světlem, ale UV excimer lasery. Používají se například UV lasery s vlnovou délkou světla 248 a 193 nm nebo vakuové UV lasery s vlnovou délkou světla 157 nm.

Od písku k procesoru: tajemství technologií výroby čipů

Osvícený fotorezist je potřeba opětovně vysušit a vytvrdit (pátý krok) a následně vyvolat (šestý krok). Druhé sušení probíhá opět na zahřáté plotýnce stejně jako to první, teplota je však o něco vyšší. Obvykle okolo 120–140 °C. Po něm se wafer nechá vychladnout a ponoří se do vývojky. Ta z waferu odplaví veškerý fotorezist, který nebyl vytvrzen během expozice a byl skrytý pod maskou (negativní fotorezist), případně se během expozice vlivem světla uvolnil (pozitivní fotorezist).

Od písku k procesoru: tajemství technologií výroby čipů
zjednodušený postup fotolitografie (zdroj: Intel)

Vyvolaný fotorezist je potřeba opět vysušit (krok sedmý) a následně motiv zkontrolovat pod mikroskopem (krok osmý). Kontroluje se jak ostrost motivu a odplavení všech uvolněných částí fotorezistu, tak i přesnost sesouhlasení masky a waferu. Za tímto účelem jsou na waferu i masce značky, které musí být vždy přesně na sobě.

Od písku k procesoru: tajemství technologií výroby čipů
foto před (vlevo) a po (vpravo) stripování fotorezistu (zdroj: a-m-c.com)

Pokud je motiv v pořádku, může se přejít k samotnému procesu, kvůli kterému byl motiv vytvořen. Tím je například leptání oxidu v místech, kde wafer není zakrytý fotorezistem. Fotorezist slouží současně jako leptání odolná vrstva a chrání zakryté části waferu před odleptáním. Z tohoto důvodu je nutné, aby byl fotorezist nanesený z obou stran waferu.

Po ukončení leptání a očištění waferu od zbytků kyseliny naplnil fotorezist svůj účel (vytvoření oken pro další technologický krok) a je z waferu stripován (odstraněn) rozpuštěním v příslušné chemické lázni.



 
Komentáře naleznete na konci poslední kapitoly.
96 čtenářů navrhlo autorovi prémii: 45.6Kč Prémie tohoto článku jsou již uzavřené, děkujeme za váš zájem.
Tento web používá k poskytování služeb soubory cookie.