Nanofabrication et Lithographie Optique de Champ Proche Évanescent

Professeur Richard Blaikie, Directeur, Institut de MacDiarmid pour les Matériaux Avancés et Nanotechnologie, Université de Cantorbéry, Nouvelle-Zélande
Auteur Correspondant : richard.blaikie@canterbury.ac.nz

Au Cours des cinquante ans depuis que l'assertion éloquente de Richard Feynman qu'il est Beaucoup de Chambre au Bas le monde du nano-bureau d'études a mûri de sorte que des systèmes sophistiqués puissent maintenant être fabriqués avec des cotes de nano-échelle en grande quantité aux puces mémoire faibles de coût-flash y a un exemple classique, de leur capacité de stockage de multi-milliard-bit sur les rubans de taille d'un aperçu du silicium.

La Lithographie Optique de Champ Proche Évanescent (ENFOL) est une technique de haute résolution bonne marchée de la lithographie qui est capable de modeler des caractéristiques techniques au delà de la limite de diffraction de la lumière. ENFOL exige l'utilisation des masques conformes pour le contact intime dû à son utilisation du champ proche évanescent.

La lithographie Optique a piloté plusieurs des avances à la fabrication de nano-échelle, avec sa capacité d'estamper des caractéristiques techniques toujours plus petites pendant que la technologie mûrit. des systèmes optiques Lentille-Basés sont type utilisés, avec la définition améliorée habituellement réalisé en abaissant l'illumination longueur d'onde-actuelle de l'utilisation 193nm de systèmes des lasers d'excimère d'ArF. En appliquant quelques tours supplémentaires, ces projecteurs sophistiqués peuvent être poussés pour estamper les lignes denses plus étroites ce 45nm, qui est moins ce 1/4 de cette longueur d'onde.

Mais ces systèmes sont fortement avancés et cher, ainsi sont seulement adaptés à la fabrication à fort débit. Et l'obtention de la définition ci-dessous 20nm introduit des complexités et des frais supplémentaires. Il y a une loi inverse de la nano-fabrication qui semble être au jeu ici, où le coût de l'outil d'impression est inversement assorti à la définition. Il n'y a aucun meilleur exemple de ceci qu'avec les systèmes ultra-violets (EUV) extrêmes qui sont testés pour la puce 20nm-scale fabrication-ces illumination de rayon X de longueur d'onde de l'utilisation 13nm et systèmes optiques réfléchis aspirateur-basés de pointe, et les coûts de développement pour les systèmes de test de bureau d'études ont étés jusqu'à présent beaucoup de milliards de dollars.

Cette loi inverse Est-elle immuable, ou y a-t-il d'autres voies d'estamper optiquement des configurations de nano-échelle dans les volumes modérés à bas pris ? Une technique qui a été explorée par Richard Blaikie et son équipe à l'Université de Cantorbéry au Nouvelle-Zélande est Lithographie Optique de Champ Proche Évanescent (ENFOL). Comme extension simple de la lithographie de contact (Fig. 1), les objectifs chers sont gâchées et la configuration de masque est directement transférée sur substrat-par maintenir le masque et le substrat dans le contact intime que nous capturons la lumière évanescent (Fig. 2) qui est verrouillée dans la région de proche-zone du masque, et la définition de nanoscale est possible même avec des longueurs d'onde relativement longues. Utilisant la ligne 436nm de l'équipe d'un Blaikie de lampe de mercure prouvée le concept en estampant des caractéristiques techniques de sub-100nm et, plus récent, Ito et collègues à Canon Inc. ont estampé les lignes 32nm utilisant une longueur d'onde de 365nm.

Le Schéma 1. Le procédé d'ENFOL. Un masque modelé est retenu en contact intime avec une couche de vernis photosensible ultra-mince. L'illumination UV produit de la haute définition, la lumière (évanescent) de proche-zone qui est capturée par la résistance.
Le Schéma 2. La différence entre propager la lumière légère et évanescent. La Diffraction d'une onde de propagation d'une grille de sous-longueur d'onde produit les proche-zones (évanescents) diminuantes exponentiellement enfermées dans une longueur d'onde de la grille. Celles-ci contiennent les informations de haut-spatial-fréquence sur la structure de la grille.

La condition de contact pour ENFOL signifie que ce ne sera pas un remontage embrochable direct pour les tireuses optiques matures, mais il ajoute certainement une autre technique viable à la boîte à outils des nano-ingénieurs quand il s'agit de savoir fabriquer des produits de créneau aux volumes modérés. Il se repose à côté des techniques telles que la lithographie de nano-empreinte (NIL) et le nanolithography d'immersion-crayon lecteur (DPN) dans cette boîte à outils, qui déjà sont utilisées considérable les systèmes photoniques, électroniques ou biosensing pour de prototypage et de fabrication nano-échelle sophistiquée.

Et il y a plus à explorer pour ENFOL et techniques associées. Récent Blaikie et d'autres ont prouvé qu'ajouter les « superlens » argentés au masque peut fournir une couche protectrice indispensable au-dessus du substrat, tout en définition de mise à jour. Et des techniques pour l'usage du blanchiment réversible dans des couches de teinture pour projeter les zones évanescents à haute résolution sur le substrat ont été récent frayées un chemin par Rajesh Menon au MIT (maintenant chez l'Utah), pour combiner les meilleures caractéristiques techniques d'ENFOL avec le confort d'utilisation et la maturité de la lithographie optique de projection en champ lointain traditionnelle.

Tellement 50 ans en circuit, les mots de M. Seuss peuvent être aussi prophétiques que Feynman ici, avec la ligne De proche loin, d'ici là, des choses drôles sont partout… dans son Un Poisson classique, Deux Pêchent, les Poissons Rouges, Poissons Bleus (Débutant Books, 1960). Près De ou les choses lointaines et drôles sont partout dans le monde du bloc optique de nano-échelle, où la longueur d'onde n'est plus vue en tant que principalement limitation de l'échelle de longueur à laquelle la lumière peut être utilisée pour le nano-bureau d'études.

Droit d'auteur AZoNano.com, Prof. Richard Blaikie (Université de Cantorbéry)

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

Last Update: 13. June 2013 23:10

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