Каждый следующий этап минитюаризации требует от создателей микросхем все больших стараний. Тайваньская компания TSMC выложила некоторые детали своей технологии по созданию 20 нм кристаллов – для этого они используют метод двойной компоновки.
Примерно 10 лет такие компании, как TSMC, Intel и GlobalFoundries вместе разрабатывали методику литографии с использованием эксимерного лазера и монофлорида аргона, длина волны чьего составляет 193 нм, то есть располагается в ультрафиолетовой области. Как раз такие лазеры используют в индустрии для создания полупроводников с геометрией от 90 нм до 28 нм. К несчастью, такие лазеры уже добрались до границы своей эффективности в сфере литографии и выпускать с их помощью транзисторы с плотностью меньше, чем 28 нм не представляется возможным.
При стандартном процессе литографии подложка покрывается материалом с достаточной светочувствительностью, на который потом направляют через маску лучи, которые потом в точках взаимодействия с фоторезистором меняют химические свойства этого материала. После этого подложку помещают в специально созданный раствор, который вымывает те области, находящиеся под воздействием света – в итоге получается микросхема. Если соотношение ширины шаблона и длины волны небольшое, то может появиться много дефектов. Чтобы такого не случилось, можно пользоваться двумя фотомасками, на каждую из которых наложена половина шаблона – тогда большинства дефектов можно избежать.
Есть еще несколько технологий по литографии с использованием двух шаблонов, некоторые из них компания Intel использовала еще в техпроцессе 45 нм. Компании GlobalFoundries и TSMC приступили к работе с двойной компоновкой в 32 нм техпроцессе. Для техпроцесса 20 нм компания TSMC решила использовать метод 2Р2Е, а это значит, что для создания одной пластины нужно будет сделать намного больше шагов, а соответственно, и времени.
Компания GlobalFoundries тоже собирается внедрять технологии двойной компоновки для техпроцесса 20 нм. Компания Intel их в ограниченном порядке применяет для 22 нм техпроцесса, и пока что не собирается их широко распространять. Chipzilla хочет внедрить технологии двойной компоновки в своем 14 нм техпроцессе, вместе с FinFET, это технология транзисторов с вертикальной структурой, которую компании GlobalFoundries и TSMC хотят вывести на рынок уже в 2016 году.