Nanotechnologia w służbie prawa Moore'a

Sektory takie jak urządzenia mobilne, szybka komunikacja i służba zdrowia potrzebują mniejszych, tańszych i energooszczędnych produktów o większej różnorodności. Aby sprostać zapotrzebowaniu na innowacje, przemysł musi przejść ewolucję od epoki mikrotechnologii do epoki nanotechnologii. Wymaga to jednak wyszkolenia nowych naukowców posiadających doskonałe umiejętności badawcze i wiedzę w zakresie określonej technologii.

Tak jak inne mikrotechnologie, litografia optyczna to technologia druku podlegająca rozwojowi analogicznie do prawa Moore'a — każdego roku najmniejsze elementy układów scalonych zmniejszają się. Zrzeszający cztery instytucje przemysłowe, pięć naukowych i trzy badawcze projekt SPAM (Surface physics for advanced manufacturing), finansowany ze środków UE, ma na celu opracowanie technologii umożliwiającej nadrukowywanie mniejszych półprzewodników (32 nm) z bardzo wysoką precyzją.

Uczestnicy projektu starali się poszerzyć wiedzę z zakresu fizyki powierzchni, aby wykorzystać ją w zaawansowanej produkcji. Po pracach nad (nie)stabilnością linii styku i czystością powierzchni w drugim okresie realizacji projektu zajęto się kontrolowaną szorstkością powierzchni i metrologią powierzchni strukturyzowanej.

Dokładna kontrola szorstkości powierzchni i energii powierzchniowej była potrzebna, by uniknąć przylegania kapilarnego. W tym celu badacze zajęli się modyfikacją powierzchni przy pomocy wzorcowania wiązką jonów, tworzącego płytkie nanowzorce, które są szorstkie i charakteryzują się okresowością przestrzenną. Modyfikacja powierzchni posłużyła do zmniejszenia energii powierzchniowej. Obie techniki przetestowano pod kątem odporności na zużycie.

Naukowcy z powodzeniem przetestowali nowo opracowaną metodę pomiaru najważniejszych parametrów, takich jak szorstkość krawędzi wzorcowanych elementów. Nowa koncepcja sprzętu opartego na sekwencyjnym pozyskiwaniu wzorców dyfrakcyjnych umożliwiła rozwiązywanie problemu fazowego przy pomocy spójnej detekcji. Odnotowano znaczącą poprawę dokładności rekonstrukcji profilu siatek dyfrakcyjnych.

Wyniki badań nad technologią litografii i metrologią są niezbędne do przygotowania międzynarodowego planu działań technologicznych dotyczących budowy półprzewodników. Dzięki rozwojowi układów scalonych plan ten będzie gwarancją dalszego postępu zgodnie z prawem Moore'a.