х мікропроцесорів, формування мікросхем в простому випадку включає такі обов'язкові етапи виробництва:
вирощування кремнієвих заготовок і одержання з них пластин;
шліфування кремнієвих пластин;
нанесення захисної плівки діелектрика (SiO2);
нанесення фоторезиста;
літографічний процес;
травлення;
дифузія;
металізація.
Всі перераховані етапи використовуються для того, щоб створити на кремнієвій підкладці складну структуру напівпровідникових планарних транзисторів (CMOS-транзисторів) і зв'язати їх належним чином між собою. Кількість таких транзисторів на одній мікросхемі вже сьогодні складає мільярд штук, а через кілька років їх число досягне вже декількох мільярдів штук.
Після ретельної полірування поверхні кремнієвої підкладки її покривають найтоншим шаром оксидної плівки (SiO2), що виконує функцію діелектрика і захисної плівки при подальшій обробці кристала кремнію. Діоксид кремнію отримують шляхом окислення безпосередньо чистим киснем при високих температурі і тиску. Пластини поміщають в камеру, де при високих температурі і тиску відбувається дифузія кисню в поверхневі шари пластини, яка веде до окислення кремнію і до утворення поверхневої плівки діоксиду кремнію. Для того щоб плівка діоксиду кремнію мала точно задану товщину і не містила дефектів, необхідно підтримувати строго постійну температуру в усіх точках пластини в процесі окислення. Після того як кремнієва підкладка покриється захисною плівкою діоксиду кремнію, необхідно видалити цю плівку з тих місць, які будуть піддаватися подальшій обробці. Видалення плівки здійснюється за допомогою травлення, а для того, щоб у результаті травлення оксидна плівка віддалялася вибірково, тобто тільки в потрібних місцях, на поверхню плівки наносять шар фоторезиста. Фоторезист являє собою особливий склад, який змінює свої властивості під впливом ультрафіолетового випромінювання. Опромінені області стають розчинними в кислотному середовищі, тоді як неопромінені залишаються стійкими до впливу агресивних середовищ. Процес нанесення фоторезиста і його подальше опромінення ультрафіолетом по заданому малюнку називається літографією. Перед нанесенням шару фоторезиста на підкладку остання піддається попередній обробці, в результаті чого поліпшується її зчеплення з шаром фоторезиста. Для засвічення потрібних ділянок шару фоторезиста використовується спеціальний шаблон-маска. Фактично такий шаблон містить малюнок одного з шарів майбутньої мікросхеми. Ультрафіолетове випромінювання, проходячи крізь такий шаблон, засвічує тільки потрібні ділянки поверхні шару фоторезиста. Після опромінення фоторезист піддається прояву, в результаті якого віддаляються непотрібні ділянки шару. При цьому відкривається відповідна частина шару діоксиду кремнію. У міру експоненціального зростання щільності розміщення транзисторів, формованих в кристалі, ускладнюється і літографічний процес. Справа в тому, що процес зменшення геометричних розмірів транзисторів супроводжується і зменшенням розмірів ліній, що наносяться на шар фоторезиста. Мінімальна товщина лінії, що отримується в процесі літографії, визначається розміром плями, в який вдається сфокусувати лазерний промінь. Крім інших факторів розмір плями фокусування залежить від довжини хви...
