Nanofabricatie en de Vluchtige Dichtbijgelegen Optische Lithografie van het Gebied

Professor Richard Blaikie, Directeur, Instituut MacDiarmid voor Geavanceerde Materialen en Nanotechnologie, Universiteit van Canterbury, Nieuw Zeeland
Overeenkomstige auteur: richard.blaikie@canterbury.ac.nz

In de vijftig jaar dat de welsprekende bewering dat van Richard Feynman is er Overvloed van Zaal bij de Bodem de wereld van nano-techniek is heeft gerijpt zodat de verfijnde systemen nu met nano-schaaldimensies in grote hoeveelheden bij lage kosten-plotselinge geheugenspaanders kunnen worden vervaardigd een klassiek voorbeeld, met hun capaciteit van de multi-miljard-beetjeopslag op duimnagel-gerangschikte stroken van silicium.

De Vluchtige Dichtbijgelegen Optische Lithografie van het Gebied (ENFOL) is een goedkope hoge resolutietechniek van lithografie die eigenschappen voorbij de diffractiegrens van licht kan vormen. ENFOL vereist het gebruik van conforme maskers voor vertrouwelijk contact toe te schrijven aan zijn gebruik van het vluchtige dichtbijgelegen gebied.

De Optische lithografie heeft veel van de vooruitgang in nano-schaal productie, met zijn capaciteit gedreven om steeds kleinere eigenschappen af te drukken aangezien de technologie rijpt. De op lens-Gebaseerde optische systemen worden typisch gebruikt, met betere resolutie die gewoonlijk door golflengte-huidig systemengebruik 193nm worden bereikt te verminderen verlichting van excimer ArF lasers. Door sommige extra trucs toe te passen, kunnen deze verfijnde projectoren worden geduwd om dichte smallere lijnen af te drukken dat 45nm, die minder dat 1/4 van die golflengte is.

Maar deze systemen zijn hoogst geavanceerd en duur, zodat zijn slechts geschikt voor high-volume productie. En het krijgen van de resolutie onder 20nm introduceert extra ingewikkeldheid en uitgave. Er is een omgekeerde wet van nano-vervaardigt die om schijnt te zijn bij spel, hier waar de kosten van het drukhulpmiddel omgekeerd met de resolutie uitgaan. Er is geen beter voorbeeld van dit dat met de extreme ultraviolette (EUV) systemen die voor 20nm-schaal spaander worden getest vervaardigen-deze 13nm golflengte x-ray verlichting en overzicht vacuüm-gebaseerde weerspiegelende optische systemen gebruiken, en de ontwikkelingskosten tot op heden voor de techniekproefsystemen zijn vele miljarden dollars geweest.

Is deze omgekeerde wet onveranderlijk, of zijn er andere manieren nano-schaalpatronen in gematigde volumes aan lage kosten optisch om af te drukken? Één techniek die door Richard Blaikie en zijn team bij de Universiteit van Canterbury in Nieuw Zeeland is onderzocht is de Vluchtige Dichtbij Optische Lithografie van het Gebied (ENFOL). Als eenvoudige uitbreiding van contactlithografie (Fig. 1), worden de dure lenzen weg geworpen en het maskerpatroon wordt direct overgebracht op substraat-langs het houden van het masker en substraat in vertrouwelijk contact vangen wij het vluchtige licht (Fig. 2) dat binnen het dichtbijgelegen-gebiedsgebied van het masker gesloten is, en nanoscale de resolutie zelfs met vrij lange golflengten mogelijk is. Het Gebruiken van de 436nm lijn van het team van een van de kwiklamp Blaikie bewees het concept door sub-100nm eigenschappen af te drukken en, meer onlangs, hebben Ito en de medewerkers in Canon Inc. 32nm lijnen gebruikend een golflengte van 365nm afgedrukt.

Figuur 1. Het proces ENFOL. Een gevormd masker wordt gehouden in vertrouwelijk contact met een uiterst dunne photoresist laag. De UV verlichting produceert high-resolution, dichtbijgelegen-gebieds (vluchtig) licht dat zich door verzet tegen wordt gevangen.
Figuur 2. Het verschil tussen het verspreiden van licht en vluchtig licht. De Diffractie van een het verspreiden zich golf van sub-golflengtegrating veroorzaakt exponentieel rottende (vluchtige die) dichtbijgelegen-gebieden binnen een golflengte van grating worden opgesloten. Deze bevatten de hoog-ruimte-frequentieinformatie over de structuur van grating.

De contacteis ten aanzien van ENFOL betekent dat het geen directe insteekvervanging voor de rijpe projectieprinters zal zijn, maar het voegt zeker een andere haalbare techniek aan toolbox van de nano-ingenieur toe wanneer het over het het weten hoe te om gebiedproducten bij gematigde volumes te vervaardigen komt. Het zit naast technieken zoals nano-afdruklithografie (NIL) en onderdompeling-pen nanolithography (DPN) in dit toolbox, die reeds uitgebreid voor prototyping en productie verfijnde nano-schaal photonic, elektronische of biosensing systemen worden gebruikt.

En er zijn meer dat voor ENFOL en verwante technieken moet worden onderzocht. Onlangs hebben Blaikie en anderen aangetoond dat toevoegen zilveren „superlens“ aan het masker een veelgevraagde beschermende laag boven het substraat kan verstrekken, terwijl het handhaven van resolutie. En de technieken om omkeerbaar bleken in kleurstoflagen te gebruiken om zijn de high-resolution vluchtige gebieden op het substraat te ontwerpen onlangs de weg bereid door Rajesh Menon bij MIT (nu in Utah), om de beste eigenschappen van ENFOL met het gemak en de rijpheid van traditionele far-field projectie optische lithografie te combineren.

Zo 50 jaar, kunnen de woorden van Dr. Seuss zo profetisch zijn aangezien Feynman hier, met de lijn Van dichtbij aan ver, van hier aan daar, grappige dingen overal… in zijn klassieke Vissen is, Twee Vissen, Rode Vissen, Blauwe Vissen (de Boeken van de Beginner, 1960). Dichtbij of verre, grappige dingen zijn overal in de wereld van nano-schaaloptica, waar de golflengte niet meer zoals fundamenteel beperkend de lengteschaal wordt gezien waarbij kan voor nano-bouwt worden gebruikt aansteek.

Copyright AZoNano.com, Prof. Richard Blaikie (Universiteit van Canterbury)

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

Last Update: 13. June 2013 23:06

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