Litografija Demaskuota

Kadangi vartotojai tikisi, kad viskas, nuo mobiliųjų telefonų iki gyvūnų iškamšų, turės didelę skaičiavimo galią, gamintojai patiria spaudimą parduoti vis greitesnes ir pigesnes mikroschemas. Tačiau kompiuterių lustų gamyba naudojant fotolitografiją – standartinę gamybos techniką – yra nepaprastai brangi. Didelę šių išlaidų dalį sudaro trafareto tipo kaukės, kurios filtruoja šviesos spindulį, naudojamą milijonams tranzistorių modeliuoti ant lusto. Iš tiesų, norint pagaminti vieną silicio lustą, gali prireikti net 30 kaukių, kainuojančių daugiau nei milijoną dolerių, o kai lusto tranzistoriai ir toliau mažėja, kaukių kaina tik auga.

Todėl nenuostabu, kad mokslininkai ieško būdų, kaip visiškai atsisakyti kaukių. Viena iš perspektyviausių pastangų, vadovaujama MIT nanostruktūrų laboratorijos direktoriaus Henry Smitho, naudoja daugybę mažyčių veidrodėlių, kurių kiekvienas yra vos 16 mikrometrų skersmens, kad nukreiptų šviesą per mikroskopinius lęšius; kiekvienas objektyvas sufokusuoja šviesos spindulį į tašką ant silicio plokštelės, ir kuo objektyvas galingesnis, tuo ta vieta mažesnė. Pakreipdamas atskirus veidrodžius pirmyn ir atgal, kompiuteris gali įjungti ir išjungti atskirus spindulius, kai visa sąranka nuskaito plokštelę. Turėdama net milijoną veidrodžių, sistema galėtų sukurti tą patį sudėtingą silicio lusto piešinį, kuriam paprastai prireiktų daugybės kaukių.

Ši istorija buvo mūsų 2001 m. rugsėjo mėnesio numerio dalis

• Žr. likusią numerio dalį
• Prenumeruoti

Iki šiol Smitho grupė naudojo sistemą 350 nanometrų pločio – 40 procentų platesnių nei geriausių šiandieninių lustų – modeliavimui. Tačiau kompiuterinis modeliavimas numato, kad MIT technologija gali sukurti tokias mažas ar net mažesnes savybes, nei gautos naudojant įprastą litografiją, pereinant prie trumpesnių šviesos bangų ilgių.

Kalifornijos universitete Berklyje elektros inžinieriaus Williamo Oldhamo vadovaujama grupė laikosi panašaus požiūrio; Tačiau kur MIT grupė daugiausia dėmesio skyrė objektyvų galios didinimui, kad būtų mažesnės funkcijos, Berklio tyrėjai mažina veidrodžių dydį. Nedidinant lęšių galios, norint gauti mažesnius raštus, reikia mažesnių veidrodžių, sako Yashesh Shroff, Oldhamo laboratorijos absolventas.

Šiuo metu Oldhamo komanda gamina veidrodžius, kurių skersmuo tik vienas mikrometras. Niekas dar niekada nebuvo gaminęs tokių mažų veidrodžių, sako Shroffas. Jis priduria, kad per penkerius metus mokslininkai tikisi turėti visą sistemą, kuri galėtų išgraviruoti 50 nanometrų pločio ar mažesnius elementus į silicio lustus.

Be kaukių technologijos gali suteikti lustų dizaineriams negirdėto lankstumo. Jei norite išbandyti dizainą per dieną, negalite sau leisti sukurti milijono dolerių vertės kaukės rinkinio per dieną, sako Danas Herras, pramonės remiamos Semiconductor Research Corporation tyrimų trikampio parke medžiagų ir procesų mokslo tyrimų direktorius. NC. Kita vertus, su mikroveidrodžiais dizaineris galėtų tiesiog perprogramuoti masyvą. Be to, ši technika gali padaryti pritaikytų lustų, tokių kaip kalbos sintezė žaisluose arba MP3 grojimas delniniuose kompiuteriuose, kūrimą – lustų, pagamintų daug mažesniais kiekiais nei, pavyzdžiui, „Pentium“ procesorių, – daug ekonomiškiau. Tarkime, kad noriu pagaminti lustą kalbančiam meškiukui, bet tikiuosi jų parduoti tik 2000, sako inžinierius Davidas Carteris, MIT grupės narys. Dabar, kai kaukė kainuoja milijoną dolerių, kas mokės 500 USD už meškiuką?

Didesnis lankstumas ir mažesnės sąnaudos taip pat galėtų būti palaima kitoms pramonės šakoms, siekiančioms naujų litografijos pritaikymų. Pavyzdžiui, Smithas mano, kad jo technologija bus tinkama kamerų ir kanalų modeliavimui, kurie padeda apdoroti biologinius mėginius mikroskysčių lustuose, kurie galėtų būti naudojami vaistams atrasti arba nešiojamuose diagnostikos prietaisuose.

Stebėtojai teigia, kad MIT komanda yra arčiausiai produkto, kuris pakeistų kaukes; tyrėjai tikisi, kad po metų ar dvejų rinkoje pasirodys komercinis veidrodinis ir objektyvas įrenginys, skirtas mikroschemų prototipams kurti. Vis dėlto lustų gamintojai taip pat atkreipia dėmesį į litografijos pastangas Berklyje, Stanfordo universitete ir Teksaso universitete Ostine. Dar maždaug prieš dvejus metus visa ši technologija be kaukių buvo vertinama kaip labai mėlynas dangus, sako Herr. Tačiau kompiuterių programinės įrangos pažanga, taip pat tokių dalykų kaip mikroveidrodžiai gamybos technologijos, kartu su augančiomis esamų gamybos metodų sąnaudomis, gali per ketverius ar penkerius metus iš laboratorijos išnešti litografiją be kaukių ir į gamybos gamyklas, sako Herr.

Jei ir kada tai įvyks, tai sumažins dar vieną kliūtį skaičiavimo naujovėms.

paslėpti