Nanofabricación y Litografía Óptica del Campo Cercano Evanescente

Profesor Richard Blaikie, Director, Instituto de MacDiarmid para los Materiales Avanzados y Nanotecnología, Universidad de Cantorbery, Nueva Zelanda
Autor Correspondiente: richard.blaikie@canterbury.ac.nz

En los cincuenta años puesto que la aserción elocuente de Richard Feynman que hay Un Montón de Sitio en la Parte Inferior el mundo de la nano-ingeniería se ha madurado para poder ahora fabricar sistemas sofisticados con dimensiones de la nano-escala en granes cantidades en los chips de memoria inferiores del costo-destello es un ejemplo clásico, con su memoria del multi-mil millones-dígito binario en las hebras uña del pulgar-clasificadas del silicio.

La Litografía Óptica del Campo Cercano Evanescente (ENFOL) es una técnica de alta resolución barata de la litografía que es capaz de modelar características más allá del límite de difracción de luz. ENFOL requiere el uso de las máscaras conformes para el contacto íntimo debido a su uso del campo cercano evanescente.

La litografía Óptica ha impulsado muchos de los avances en la fabricación de la nano-escala, con su capacidad de imprimir características siempre más pequeñas mientras que la tecnología se madura. los sistemas ópticos Lente-Basados se utilizan típicamente, con la resolución mejorada que es lograda generalmente bajando la iluminación longitud de onda-actual del uso 193nm de los sistemas de los laseres del excímero de ArF. Aplicando algunos trucos adicionales, estos proyectores sofisticados se pueden activar para imprimir las líneas densas más estrechas ese 45nm, que es menos ese 1/4 de esa longitud de onda.

Pero estos sistemas son avance altamente y costoso, se adaptan tan solamente a la fabricación en grandes cantidades. Y conseguir la resolución debajo de 20nm introduce complejidades y costo adicionales. Hay una ley inversa de la nano-fabricación que parece estar en el juego aquí, donde el costo de la herramienta de la impresión sube inverso con la resolución. No hay mejor ejemplo de esto que con los sistemas ultravioletas (EUV) extremos que se están probando para la viruta 20nm-scale fabricación-estos iluminación y estado plus ultra de la radiografía de la longitud de onda del uso 13nm vacío-basó sistemas ópticos reflexivos, y los costos de revelado hasta la fecha para los sistemas de pruebas de la ingeniería han sido muchos mil millones de dólares.

¿Es esta ley inversa inmutable, o hay otras maneras ópticamente de imprimir modelos de la nano-escala en volúmenes moderados a bajo costo? Una técnica que ha sido explorada por Richard Blaikie y sus personas en la Universidad de Cantorbery en Nueva Zelanda es Litografía Óptica del Campo Cercano Evanescente (ENFOL). Como extensión simple de la litografía del contacto (la Fig. 1), los lentes costosos se lanza de distancia y el modelo de máscara se transfiere directamente sobre substrato-por mantenerse la máscara y el substrato en contacto íntimo que capturamos la luz evanescente (la Fig. 2) que es bloqueada dentro de la región del campo cercano de la máscara, y la resolución del nanoscale es posible incluso con longitudes de onda relativamente largas. Usando 436nm la línea de las personas de mercurio de un Blaikie de la lámpara probó el concepto imprimiendo características de sub-100nm y, más recientemente, Ito y los compañeros de trabajo en Canon Inc. han impreso las líneas 32nm usando una longitud de onda de 365nm.

Cuadro 1. El proceso de ENFOL. Una máscara modelada se lleva a cabo en contacto íntimo con una capa de fotoprotección ultrafina. La iluminación ULTRAVIOLETA genera de alta resolución, la luz (evanescente) del campo cercano que es capturada por el resistir.
Cuadro 2. La diferencia entre la propagación de la luz pálida y evanescente. La Difracción de una onda de la propagación de una rejilla de la sub-longitud de onda produce los campos cercanos (evanescentes) exponencial de decaimiento atrapados dentro de una longitud de onda de la rejilla. Éstos contienen la información de la alto-espacial-frecuencia sobre la estructura de la rejilla.

El requisito del contacto para ENFOL significa que no será un repuesto enchufable directo para las impresoras de proyección maduras, sino que agrega ciertamente otra técnica viable a la caja de herramientas de los nano-representantes técnicos cuando se trata de saber fabricar los productos muy especializado en los volúmenes moderados. Se sienta junto a las técnicas tales como litografía de la nano-impresión (NIL) y nanolithography de la declive-pluma (DPN) en esta caja de herramientas, que se están utilizando ya extensivamente para los sistemas fotónicos, electrónicos o biosensing de la nano-escala sofisticada de la creación de un prototipo y de la fabricación.

Y hay más que se explorarán para ENFOL y las técnicas relacionadas. Recientemente Blaikie y otros han mostrado que el agregar los “superlens de plata” a la máscara puede proporcionar a una capa protectora muy necesaria encima del substrato, mientras que resolución que mantiene. Y las técnicas para usar el blanqueo reversible en capas del tinte para proyectar los campos evanescentes de alta resolución sobre el substrato han sido promovidas recientemente por Rajesh Menon en el MIT (ahora en Utah), para combinar las mejores características de ENFOL con la conveniencia y la madurez de la litografía óptica de la proyección en campo alejado tradicional.

Tan 50 años conectado, las palabras del Dr. Seuss pueden ser tan proféticas como Feynman aquí, con la línea De cercano lejos, de aquí allí, las cosas divertidas está por todas partes… en su Un Pescado clásico, Dos Pesca, los Pescados Rojos, Pescados Azules (Principiante Books, 1960). Cerca o las cosas lejanas, divertidas están por todas partes en el mundo de la óptica de la nano-escala, donde la longitud de onda se considera no más como fundamental limitación de la escala de la longitud en la cual la luz se puede utilizar para la nano-ingeniería.

Derechos De Autor AZoNano.com, Profesor Richard Blaikie (Universidad de Cantorbery)

Date Added: Sep 16, 2009 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 23:42

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this article?

Leave your feedback
Submit