Le nanotecnologie per migliorare la legge di Moore

Gli attuali mercati relativi a taluni settori, tra cui quello dei dispositivi mobili, delle comunicazioni ad alta velocità e dell’assistenza sanitaria, richiedono prodotti più piccoli, più economici, più efficaci sotto il profilo energetico e basati su una maggiore varietà. Allo scopo di soddisfare le richieste sul piano dell’innovazione, l’industria è chiamata a entrare nella nuova era nanotecnologica, lasciandosi alle spalle quella delle microtecnologie. Questa transizione richiede tuttavia la disponibilità di nuovi ricercatori dotati di eccellenti abilità e conoscenze sulle tecnologie specifiche.

Come accade nel caso delle microtecnologie, la litografia ottica rappresenta una tecnologia di stampa che segue una relazione di scala simile alla legge di Moore, in base alla quale, ogni anno, le funzioni più piccole nei circuiti integrati subiscono un graduale ridimensionamento. Grazie alla collaborazione con quattro istituti industriali, cinque istituti accademici e tre istituti di ricerca, il progetto SPAM (Surface physics for advanced manufacturing), finanziato dall’UE, mira allo sviluppo di tecnologie in grado di stampare semiconduttori di minori dimensioni (32 nm) con un livello di accuratezza posizionale estremo.

L’iniziativa si è prefissata l’obiettivo di generare una serie di competenze nel settore della fisica delle superfici per la produzione avanzata. In seguito ai lavori sull’(in)stabilità della linea di contatto e sulla pulizia delle superfici, durante la seconda fase il progetto si è occupato della ruvidità controllata delle superfici e della metrologia delle superfici strutturate.

Un accurato controllo della ruvidità e dell’energia delle superfici si rendeva necessario per evitare il fenomeno dell’adesione capillare. A tal fine, le ricerche sono state incentrate sulla modifica delle superfici mediante l’utilizzo di modelli di fasci ionici in grado di creare nanomodelli poco profondi, ruvidi e caratterizzati da periodicità spaziale. Le superfici sono state modificate allo scopo di ridurre la quantità di energia utilizzata. Entrambe le tecniche sono state sottoposte a prove di resistenza all’usura.

Gli scienziati hanno testato con successo un nuovo metodo per la misurazione di dimensioni critiche, tra cui la ruvidità delle linee di bordo delle caratteristiche del modello. Un nuovo concetto di hardware basato sull’acquisizione sequenziale dei modelli di diffrazione ha reso possibile il recupero di fase con un rilevamento coerente. Sono stati quindi registrati miglioramenti sostanziali in termini di precisione per la ricostruzione del profilo dei reticoli di diffrazione.

I risultati che sostengono le tecnologie alla base della litografia e della metrologia rappresentano un prerequisito importante per la realizzazione del piano di azione relativo alle tecnologie internazionali per i semiconduttori. Grazie alla sua capacità di garantire nuovi sviluppi in termini di prestazioni dei circuiti integrati, il piano di azione sostiene la continuazione della legge di Moore.