细说一下光刻. 题主问了: 小于头发丝直径的操作会很困难, 所以光刻(比如说100nm)是怎么做的呢?
比如说我们要做一个100nm的门电路(90nm technology), 那么实际上是这样的:
这层掩膜是第一层, 大概是10倍左右的Die Size
有两种方法制作: Emulsion Mask 和 Metal Mask
Emulsion Mask:
这货分辨率可以达到 2000line / mm (其实挺差劲的... 所以sub-micron ,也即um级别以下的 VLSI不用... )
制作方法: 首先: 需要在Rubylith (不会翻译...) 上面刻出一个比想要的掩膜大个20倍的形状 (大概是真正制作尺寸的200倍), 这个形状就可以用激光什么的刻出来, 只需要微米级别的刻度.
然后:
给!它!照!相! , 相片就是Emulsion Mask!
如果要拍的"照片"太大, 也有分区域照的方法.
Metal Mask:
制作过程:
1. 先做一个Emulsion Mask, 然后用Emulsion Mask以及我之前提到的17-18步做Metal Mask! 瞬间有种Recursion的感觉有木有!!!
2. Electron beam:
大概长这样
制作的时候移动的是底下那层. 电子束不移动.
就像打印机一样把底下打一遍.
好处是精度特别高, 目前大多数高精度的(<100nm技术)都用这个掩膜. 坏处是太慢...
做好掩膜后:
Feature Size = k*lamda / NA
k一般是0.4, 跟制作过程有关; lamda是所用光的波长; NA是从芯片看上去, 放大镜的倍率.
以目前的技术水平, 这个公式已经变了, 因为随着Feature Size减小, 透镜的厚度也是一个问题了
Feature Size = k * lamda / NA^2
恩.. 所以其实掩膜可以做的比芯片大一些. 至于具体制作方法, 一般是用高精度计算机探针 + 激光直接刻板. Photomask(掩膜) 的材料选择一般也比硅晶片更加灵活, 可以采用很容易被激光汽化的材料进行制作.
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