Техника - молодёжи 1966-03, страница 40

J

Пример первый. Воздушный поцелуй.

У инженеров-микросхемщиков есть такое шутливое выражение — «поцелуйная технология». Это процесс, при котором стекло и полупроводниковую пластинку с нанесенными иа них пленками складывают сандвичем и нагревают. Там, где пленки на стекле и полупроводнике соприкасаются, происходит приварка этих пленок |Друг к другу.

Теперь подумаем о технологии. Лазерный пучок попадает иа линзу с малым фокусным расстоянием и, проходя через прозрачное для него стекло, «упирается» в поверхность пластинки, на которой нанесены непрозрачные пленки. Местный локальный разогрев — и пленки «поцеловались», оставив при зтом другие схемные элементы в девственном виде.

А можно ли стрелять со стороны полупроводника? Да, можно. Для этого надо заменить в генераторе рубиновый кристалл на стеклянный. Стекло, как оказалось, ничуть не хуже рубина производит в массовом порядке фотоны, только с другой длиной волны. Луч невидим простым глазом — он инфракрасный. А некоторые полупроводники, в частности кремний, прозрачны для волн близкого инфракрасного диапазона.

Пример второй. О пользе цилиндров.

Цилиндры — вещь распространенная. В автомобилях они свидетельствуют о мощи («роллс-ройс»), в архитектуре — о благородстве стиля (башня в Пизе), денди XIX века пользовались цилиндром от непогоды. Есть цилиндры и в оптике. Если стеклянный цилиндр поставить на попа и распилить по диаметру, мы получим два полешка — цилиндрическую линзу. Линза сводит пучок падающих на нее лучей в тонкую линию. Чем меньше диаметр цилиндра, тем линия тоньше. За один импульс можно получить в пленке про-фрезерованную дорожку. Нетрудно догадаться, как это выгодно, особенно при массовом производстве.

Пример третий. Стрекоза без муравья.

Стрекоза — существо глазастое. Угол, под которым она видит окружающее, чуть ли не 360°. Глаз насекомого состоит из большого числа отдельных элементов — фасет, расположенных по полусфере.

Каждая фасета является, по существу, отдельным глазиком. Некоторые ученые даже считают, что стрекоза воспринимает мир как совокупность многих изображений — по числу фасет. Метод оказался заманчивым. Если несколько линз небольшого диаметра разместить на плоскости прозрачной пластинки по заранее выбранной геометрии, то луч лазера, направленный иа пластинку, размножится, и на обрабатываемой поверхности, размещенной в фокальной плоскости, получится несколько сфокусированных точек. Манипулируя диаметром и фокусом линз, можно одним махом провести несколько одноименных операций на плате приемлемых размеров.

В сегодняшней микроэлектронике лазер — робкий студиец, но недалек тот день, когда мы будем аплодировать оптическому квантовому генератору, по- * являющемуся на авансцене в одеждах главного героя.

36

ПАРАД-АЛЛЕ!

(Торжественное

шествие частиц)

элементарных

1/онсерватория. Музыкальный кон-■*"*курс имени... Виртуозы сменяются у рояля, а жюри терпеливо выслушивает одно и то же много раз подряд — обязательная программа. Ну, а творческое лицо музыканта ярче всего проявляется в произвольно выбранном сочинении. В том, что лучше всего получается.

Но вернемся к нашим элементарным частицам. Им тоже предстоит исполнить обязательную программу, чтобы завоевать доверие строгого жюри, в которое входят Производительность, Экономичность, Прогрессивность.

В большинстве случаев обязательная программа по обработке материала сводится к созданию локального термического эффекта, который вызывает испарение или плавление материала, а иногда приводит к прожиганию мишени.

Допустим, надо «просверлить» микроотверстие. К нашим услугам три богатыря. электронный луч, ионный луч и лазерный. Кого выбрать?

Лазер моментально, за несколько микросекунд, продырявит отверстие, по форме напоминающее кратер, с оплавленными краями Скважина, проделанная электронным лучом, эстетически выглядит несколько приятнее. Ну, а ноны будут долбить довольно долго, зато оставят после себя Почти идеальный колодец с ровными стенками. Вроде бы просто Нужны бесхитростные дырочки — берите лазер, нужна чистота стенок — придете*? городить более сложную и дорогую ионную уста новку. А какой толщины стенку может продолбить каждый из богатырей? Ответ на этот вопрос кроется в мощности, точнее — в удельной мощности О принципиально возможном диаметре мы уже говорили. Он обусловлен дифракцией. Для фотонов ограничения на этом и кончаются. С заряженными частицами дело посложнее.

Увеличить удельную мощность электронного луча — значит добиться того, чтобы количество электронов, бомбардирующих образец, увеличилось бы (при том же диаметре луча). Стало быть, надо увеличить ток с катода и усилить поле электромагнитной линзы, сжимающей пучок в тонкий шнур. Но вся беда в том, что сжимать пучок до пределов, определяемых дифракцией, трудно. Заряженные частицы этого не любят. Начинается расталкивание одноименных зарядов. Мало того. Чем плотнее пучок, тем сильнее сказываются тепловые колебания электронов. Если при ничтожных токах исследующий луч микроскопа и удается сжать до 50 ангстрем, то обрабатывающий пучок пушки едва приближается к микрону.

Здесь и кроются причины ограничений по удельной мощности. Чем больше ток, тем больше мощность, но одновременно больше диаметр. Чем больше диаметр, тем меньше удельная мощность. Заколдованный круг. В нем и спрятан потолок по мощности. В общем-то этот потолок не так низок, как в современном крупнопанельном доме.

С ионами дела совсем плохи. Все эффекты, о которых сказано выше, плюс полный набор специфических трудностей присутствуют в полной мере. Фокусировать ионный пучок толком еще не умеют. Мощность его несравнима с мощностью электронных и лазерных лучей.

И еще один важный фактор — время.

С точки зрения удельной мощности фотон оставляет позади и электроны и тем более ионы. Ему одинаково доступно все. Ионы оказались непревзойденными в неторопливых элегиях легирования, — здесь им нет равных. У неистовых электронов тоже есть конек. Четко проаранжированный силовыми полями, электронный луч движется в нужное место с любой заданной точностью. Ему свойственно тончайшее чувство гармонии и, как следствие, точность и скорость размерной обработки.

Итак, раздача призов откладывается. Конкурс в разгаре. Произвольная программа лишь слегка намечена, и неожиданные замыслы возникают в любой момент. Признание придет позже.

ЭПИЛОГ

(Сводный хор и апофеоз)

^/древних греков эпилогом называлось заключительное обращение к зрителям, пояснявшее намерения автора и характер постановки.

* Давайте попытаемся немного пофантазировать и представим себе изготовле-1ние вычислительной машины в самом близком будущем.

...В большом зале под монотонное всхлипывание вакуумных насосов, вытянувшись в изломанную линию, лучевые установки трудятся над выполнением сложных разнокалиберных операций по изготовлению микросхем. Приземистая и грузная ионно-лучевая пушка выдает на-гора матрицы с активными элементами: стройные, высокие электронные пушки герметизируют схемы, обрабатывают пленки и попутно осуществляют разнообразный контроль. Маленькие трудолюбивые лазеры, мигая, занимаются контактами и микроотверстиямн. Людей не видно. Везде работает всемогущий луч!

Как же решается проблема управления этим сложным хозяйством? Лучом мож-

(Окончание на 38-й стр )

J