DSA pozwoli tworzyć procesory w litografii mniejszej od 10nm – kiedy?

Nieustanna miniaturyzacja to nieodzowny element w projektowaniu dzisiejszej elektroniki, który zachodzi również w tej najmniejszej skali. Z roku na rok procesory tworzone są w oparciu o coraz to nowsze procesy technologiczne, gwarantujące lepszą wydajność przy mniejszym zużyciu energii. Teraz jednak sprawa nie jest już tak oczywista, bo jesteśmy bardzo blisko granicy fizycznych barier sprzętu, który wykorzystywany jest do produkcji.

Na horyzoncie pojawiło się jednak nowe rozwiązanie: naukowcy z kilku uczelni (w tym MIT) połączyli swoje siły i udowodnili, że da się tworzyć elementy w litografii poniżej 10nm. Wykorzystano tu proces Directed Self-Assembly (DSA), który – w dużym uproszczeniu – składa się między innymi z „automatycznego montażu” niektórych elementów, oczywiście już w nanoskali.

Cała operacja składa się z trzech głównych etapów, będących połączeniem różnych sposobów tworzenia elementów. Tak w skrócie mówią o niej twórcy:

Na początku, wzór linii nanoszony jest na powierzchnię czipu z wykorzystaniem dotychczasowych technik, w których wykorzystywany jest snop elektronów (...).

Później formowana jest warstwa materiału znanego jako kopolimer – jego składniki naturalnie układają się w naprzemienne warstwy lub inne kształty, które da się przewidzieć.

Na koniec, na górze nanoszona jest warstwa ochronna (...), która dla całego procesu jest kluczowa, bo zmusza kopolimery do zmiany orientacji warstw.

Wspomniana wcześniej „automatyzacja" to właśnie ten trzeci z etapów, w którym wykorzystuje się technikę iCVD, czyli inicjowane, chemiczne osadzanie z fazy gazowej. Wszystkie trzy przedstawiają również poniższe obrazy z elektronowego mikroskopu.

Rozwiązanie nie jest niestety pozbawione wad. Głównym problemem są odchylenia osiąganych kształtów od ich wzorców, co widać na powyższym skanie z ostatniego etapu obróbki: linie nie są idealnie proste. Ponieważ wraz ze zmniejszaniem skali problemu, zmniejszać musi się również margines błędu, by pozostał proporcjonalny, trudno na tę chwilę mówić o tym, by od masowej produkcji dzieliły nas tylko ostatnie poprawki.

Wykorzystanie DSA należy więc obecnie traktować głównie jako ciekawostkę, jednak pokładanie w tej technice nadziei na przeprowadzenie rewolucji w technologii, wydaje się jak najbardziej uzasadnione.