BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN - Thiết kế hệ thống số VLSI - CHỦ ĐỀ - TÌM HIỂU VỀ HỆ QUANG HỌC TẠO MASK (LENS) VÀ ĐỘ PHÂN GIẢI, SAI SỐ CHẾ TẠO CỦA CÁC TIẾN TRÌNH SẢN XUẤT VI MẠCH HIỆN ĐẠI

TÌM HIỂU VỀ HỆ QUANG HỌC TẠO MASK LENS VÀ ĐỘ PHÂN GIẢI, SAI SỐ CHẾ TẠO CỦA CÁC TIẾN TRÌNH SẢN XUẤT VI MẠCH HIỆN ĐẠI Báo cáo bài tập lớn... Chi tiết quy trình● System design người thiết

TÌM HIỂU VỀ HỆ QUANG HỌC TẠO MASK (LENS) VÀ ĐỘ PHÂN GIẢI, SAI

SỐ CHẾ TẠO CỦA CÁC TIẾN TRÌNH

SẢN XUẤT VI MẠCH HIỆN ĐẠI

Báo cáo bài tập lớn

Phần 1 : Giới thiệu quy trình sản xuất vi mạch

Phân loại Thiết kế vi mạch thường chia làm 3 loại:

● Thiết kế số (Digital IC design)

● Thiết kế tương tự (Analog IC design)

● Thiết kế tín hiệu hỗn hợp (Mixed-signal design)

Quy trình thiết kế gồm 2 công đoạn chính:

● Thiết kế luận lý (Front End design)

● Thiết kế vật lý (Back End design)

Chi tiết quy trình

● System design ( người thiết kế thường là trưởng dự án )

● Function design (team leader chịu trách nhiệm chia nhỏ công việc cho thành viên trong nhóm)

● Synthesis – Place – Route (chuyển mức thiết kế RTLs thành các quan hệ logic, kết quả dc các ‘net-list’ cấu trúc theo tiêu chuẩn nào đó thường là EDIF)

● Layout design (sử dụng các công cụ CAD để chuyển net-list sang kiểu data cho layout)

● Mask pattern design(mask data được gửi tới nhà sản xuất mask để nhận bộ mask kim loại phù hợp)

● Sản xuất mask( khuôn để đúc vi mạch lên tấm silicon)

● Chuẩn bị wafer (tinh chế Si02 thành silic nguyên chất )

● Các quá trình xử lý wafer

● Kiểm tra, đóng gói và xuất xưởng

Hình ảnh nơi sản xuất

Phần 2: Tìm hiểu về hệ quang học tạo

mask

Quang học là một ngành của vật lý học nghiên cứu các tính chất và hoạt động của ánh sáng, bao gồm tương tác của nó với vật chất và cách chế tạo ra các dụng cụ nhằm sử dụng hoặc phát hiện nó Phạm vi của quang học thường nghiên cứu ở bước sóng khả kiến, tử ngoại, và hồng ngoại.

Tổng quan về quang học

- Mask (lens) trong quang học là một công cụ quan trọng được sử dụng để điều chỉnh và kiểm soát luồng ánh sáng Nó là một

bề mặt trong suốt có hình dạng đặc biệt, được làm từ vật liệu như thủy tinh hoặc nhựa, và có khả năng tác động lên các tia sáng đi qua nó.

Mask(Lens trong

quang học)

- Một vài vai trò chính của mask:

+ Điều chỉnh và tập trung ánh sáng

+ Phân cực ánh sáng + Phân tán và làm mờ ánh sáng

mẫu mô phỏng - trên wafer

trong quá trình sản xuất

- Sử dụng trong các thiết bị quét và

nhận dạng để tạo ra mẫu mô phỏng

và điều chỉnh ánh sáng giúp thu

nhận thông tin chính xác và tạo ra

hình ảnh chất lượng cao

4 Mask trong công nghệ hiển thị

- Sử dụng để tạo ra các mẫu mô phỏng trên các lớp vật liệu của màn hình LCD và OLED

5 Mask trong quang học và quang viễn thám

- Sử dụng trong quang học và quang viễn thám để tạo ra các mẫu mô phỏng ánh sáng trên các thiết bị quang học

Các vật liệu phổ biến được sử

1 Các nguyên lý quang học liên quan đến mask, chẳng hạn như sự khúc xạ, tán xạ, phản xạ và

lăng kính.

- Sự khúc xạ: Sự khúc xạ là hiện tượng khi ánh sáng gặp một bề mặt phân cách giữa hai môi trường

có chỉ số khúc xạ khác nhau và bị thay đổi hướng Khi mask gặp ánh sáng, sự khúc xạ có thể được sử dụng để điều chỉnh hướng và tập trung ánh sáng vào một điểm hoặc khu vực nhất định

- Sự tán xạ: Sự tán xạ là hiện tượng khi ánh sáng gặp phải các rắn, chất lỏng hoặc khí có kích thước

nhỏ và bị phân tán trong nhiều hướng khác nhau Khi mask có tính chất tán xạ, nó có thể được sử dụng

để làm mờ hoặc phân tán ánh sáng và tạo ra hiệu ứng quang học đặc biệt

- Sự phản xạ: Sự phản xạ là hiện tượng khi ánh sáng gặp một bề mặt và bị phản xạ lại Mask có thể

được thiết kế để có tính chất phản xạ, cho phép điều chỉnh hướng và phân phối ánh sáng theo ý muốn

Nguyên lý hoạt động

Nguyên lý

hoạt động

- Lăng kính: Lăng kính là một cấu trúc quang học có khả năng

chuyển đổi và điều chỉnh hướng của ánh sáng Khi mask có tính chất lăng kính, nó có thể được sử dụng để tập trung, phân tán

hoặc chuyển đổi hướng ánh sáng theo cách đặc biệt Lăng kính trong mask có thể có hình dạng cong, phân chia ánh sáng thành các góc khác nhau hoặc tạo ra hiệu ứng quang học độ

Nguyên lý

hoạt động

2 Các công nghệ và quy trình sản xuất mask, bao gồm cách thiết kế, gia công và đánh bóng.

- Thiết kế mask: tạo mô hình kĩ thuật hoặc bản vẽ CAD

- Gia công vật liệu cơ bản:

+ Cắt + Gia công bề mặt + Áp phích công nghệ mask + Photolithography

+ Ép kính

+ Viễn thám + Các hệ thống quan sát không gian + Các hệ thống quan sát từ xa

+ Công nghệ màn hình + Máy quét

4 Ứng dụng của mask trong thực tế

Phần 3: ĐỘ PHÂN GIẢI, SAI SỐ CHẾ TẠO CỦA CÁC TIẾN TRÌNH SẢN XUẤT VI MẠCH

Phần 3: ĐỘ PHÂN GIẢI, SAI SỐ CHẾ TẠO CỦA CÁC TIẾN TRÌNH SẢN XUẤT VI MẠCH

1 Độ phân giải

- Về mặt tiêu thụ điện, trong cấu trúc FinFET, cực cổng với lớp oxide sẽ bọc source và drain từ 3 hướng nên sẽ chặn được việc rò rỉ electron ra ngoài Trong khi đó, ở bóng bán dẫn planar thì lớp oxide này chỉ chặn được 1 hướng mà thôi Nói cách khác, vì điện ít rò rỉ hơn nên việc đổi trạng thái từ Off sang On sẽ tiêu thụ ít điện hơn

Như vậy thời gian dùng pin sẽ được cải thiện.

- Hiện nay, các con số 14nm, 10nm, 7nm… chỉ dùng để chỉ

“thế hệ” dây chuyền sản xuất, hay còn gọi là process

node, process technology, hay chỉ đơn giản là node

Khái niệm: Sai số chế tạo thể hiện độ chính xác của quá trình sản xuất các chi tiết trên chip Sai số chế tạo được đo bằng đơn vị nm

(nanomet), và là khoảng cách giữa kích thước thực tế của chi tiết được sản xuất và kích thước mục tiêu ban đầu.

Nguyên nhân

+ Do thay đổi nhiệt độ và độ ẩm

+ Do Độ chính xác của các máy móc và thiết bị sản xuất

+ Do Quá trình etsa và photolithography

+ Thiết kế vi mạch

2 Sai số chế tạo của các tiến trình sản

xuất vi mạch hiện đại

2 Sai số chế tạo của các tiến trình sản xuất vi

mạch hiện đại

Cách khắc phục + Kiểm soát quá trình sản xuất + Cải tiến thiết kế vi mạch

+ Sử dụng các công nghệ sản xuất mới + Tối ưu hóa điều kiện môi trường

+ Kiểm soát chất lượng sản phẩm

Thanks For Watching