technika wirtualna...
Nr. 05
Perspektywy - cz. 1
Zacznijmy od odrobiny historii. Najpierw liczyliśmy na palcach (co nie znaczy oczywiście, że stojąc na palcach). Potem przyszła wielka rewolucja - i mieliśmy liczydła. Właściwie mogliśmy na tym poprzestać i zamiast tonąć w stosach złomu ćwiczyć umysł. Jednak specjaliści od komplikowania ludziom życia, czyli naukowcy, z nudów zaczęli wymyślać sobie nowe zabawki - no i powstały komputery. Na początku królowały lampy. Jednak okres ich panowania to dla elektroniki czasy zamierzchłe. Potem nadeszła era tranzystorów. Pierwszy tranzystor polowy został skonstruowany w roku 1959. Zachwycano się wtedy jego "małymi" rozmiarami - jego średnica wynosiła 764 mm (tu i dalej - mikrometr!). Można go było zobaczyć gołym okiem. A dzisiaj? Trzeba je oglądać za pomocą mikroskopu elektronowego. Ich poszczególne elementy mają rozmiary 0.35 mm. Łatwo będzie w najbliższym czasie przejść do technologii 0.25 mm. Natomiast po roku 2000 planuje się wprowadzenie elementów o wielkości 0.1 mm! Dlaczego wykrzyknik? Ten "point one" to mniej więcej średnica helisy DNA. Osiągniecie tego związane jest naturalnie z wieloma przeszkodami. Układy elektroniczne są obecnie produkowane metodą litograficzną. Obraz obwodu elektrycznego jest nanoszony fotograficznie na powierzchnie układu scalonego. Używa się do tego celu światła z obszaru nadfioletu (długość fali 0.193 mm). Po uprzednim przejściu przez maskę kwarcową (zawierającą szablon układu) i pomniejszające soczewki, światło ogniskuje się na krzemowej płytce pokrytej światłoczułą emulsją. Nanosi w ten sposób obraz obwodu na płytkę. Na końcu naświetlone obszary są wytrawiane przez odczynniki chemiczne. Tak w uproszczeniu można opisać ten proces. Jednak przy tak małych rozmiarach obraz jest rozmywany (pomimo stosowania olbrzymich soczewek). Światło jest absorbowane zanim obrazy zdążą się utrwalić. Wykonanie struktur o rozmiarach 0.1 - 0.2 mm za pomocą nadfioletu można by porównać do narysowania cienkiej linii grubym pędzlem. Konieczna jest w takim razie zmiana technologii. Rozwiązaniem byłoby zastąpienie światła krótszymi falami. Na razie uruchomiono program badawczy mający wprowadzić wykorzystanie promieni Rentgena (o długości fali kilka nanometrów - kilkaset razy mniej niż nadfioletu). Litografia rentgenowska głównie ze względu na duży koszt nie zyskała jednak zbyt wielu zwolenników. Przeważa wiec konformistyczne rozwijanie technologii optycznej. Próbuje się stosować różne sztuczki. Można np. wykorzystać maskę, która zmienia fazę przechodzącego przez nią światła, co poprawia zdolność rozdzielczą ą.5 - 2 razy. Nie dla wszystkich typów układów jest to jednak możliwe. Inną drogą są próby wyeliminowania problemów z głębią ostrości, związanych z dużymi (w odpowiedniej skali...) nierównościami powierzchni płytki. Przede wszystkim udoskonala się emulsję światłoczułą. Zmniejsza się grubość jej warstwy. Jej nie naświetlone obszary są nasycane krzemem, co ułatwia dokładne wytrawienie obszarów naświetlonych. Innym usprawnieniem jest chemiczne "polerowanie" powierzchni emulsji. Jednak wkrótce wszystkie te zabiegi staną się prawdopodobnie niewystarczające. Należy się więc spodziewać powrotu do badań nad promieniami Rentgena. Tutaj napotykamy na innego rodzaju problemy. Generatorami promieni X mogą być jak na razie drogie urządzenie - synchroton lub plazma wytwarzana przez laser. Poza tym tylko nieliczne substancje pochłaniają to promieniowanie. Są to np. metale: złoto i wolfram. Jak widać ograniczenia technologiczne sprowadzają się tutaj do ograniczeń finansowych. Oczywiście, istnieją także inne, w tej chwili ekstrawaganckie metody, np. wykorzystanie wiązki elektronów zamiast światła. Takim science - jeszcze raczej fiction - zajmę się w następnej części "Perspektyw". Kęsny
NAPISZ PO INFORMACJE!