Nanofabricação e Litografia Óptica do Campo Próximo Esvanecente

Professor Richard Blaikie, Director, Instituto de MacDiarmid para Materiais Avançados e Nanotecnologia, Universidade de Canterbury, Nova Zelândia
Autor Correspondente: richard.blaikie@canterbury.ac.nz

Nos cinqüênta anos desde que a afirmação eloquente de Richard Feynman que há uma Abundância da Sala na Parte Inferior o mundo da nano-engenharia se amadureceu de modo que os sistemas sofisticados possam agora ser manufacturados com dimensões da nano-escala em grandes quantidades em baixos chip de memória do custo-flash está um exemplo clássico, com sua capacidade de armazenamento do multi-bilhão-bit em tiras unha do polegar-feitas sob medida do silicone.

A Litografia Óptica do Campo Próximo Esvanecente (ENFOL) é uma técnica de alta resolução barata da litografia que é capaz de modelar características além do limite de difracção de luz. ENFOL exige o uso de máscaras conforme para o contacto íntimo devido a seu uso do campo próximo esvanecente.

A litografia Óptica conduziu muitos dos avanços na fabricação da nano-escala, com sua capacidade para imprimir características sempre menores enquanto a tecnologia se amadurece. os sistemas ópticos Lente-Baseados são usados tipicamente, com a definição melhorada que está sendo conseguida geralmente abaixando a iluminação comprimento de onda-actual do uso 193nm dos sistemas dos lasers do excimer de ArF. Aplicando alguns truques adicionais, estes projetores sofisticados podem ser empurrados para imprimir as linhas densas mais estreitas esse 45nm, que é menos esse 1/4 desse comprimento de onda.

Mas estes sistemas são avançados altamente e caro, são seridos assim somente à fabricação do volume alto. E obter a definição abaixo de 20nm introduz complexidades e a despesa adicionais. Há uma lei inversa da nano-fabricação que parece estar no jogo aqui, onde o custo da ferramenta da impressão vai acima inversa com a definição. Não há nenhum melhor exemplo deste que com os sistemas ultravioletas (EUV) extremos que estão sendo testados para a microplaqueta 20nm-scale fabricação-estes iluminação do raio X do comprimento de onda do uso 13nm e sistemas ópticos reflexivos vácuo-baseados avançados, e os custos de revelação até agora para os sistemas de teste da engenharia foram muitos biliões de dólares.

É esta lei inversa imutável, ou há outras maneiras de imprimir óptica a um baixo custo testes padrões da nano-escala em volumes moderados? Uma técnica que foi explorada por Richard Blaikie e sua equipe na Universidade de Canterbury em Nova Zelândia é Litografia Óptica do Campo Próximo Esvanecente (ENFOL). Como uma extensão simples da litografia do contacto (Fig. 1), as lentes caras são jogadas afastado e o teste padrão de máscara é transferido directamente no carcaça-por manter a máscara e a carcaça no contacto que íntimo nós capturamos a luz esvanecente (Fig. 2) que é fechado dentro da região do próximo-campo da máscara, e definição do nanoscale é possível mesmo com comprimentos de onda relativamente longos. Usar a linha 436nm da equipe de um Blaikie da lâmpada de mercúrio provou o conceito imprimindo características de sub-100nm e, mais recentemente, Ito e os colegas de trabalho em Canon Inc. imprimiram as linhas 32nm usando um comprimento de onda de 365nm.

Figura 1. O processo de ENFOL. Uma máscara modelada é realizada no contacto íntimo com uma camada de fotoresistente ultra-fina. A iluminação UV gera a alta resolução, a luz (esvanecente) do próximo-campo que é capturada pela oposição.
Figura 2. A diferença entre a propagação da luz clara e esvanecente. A Difracção de uma onda da propagação de um grating do secundário-comprimento de onda produz os próximo-campos (esvanecentes) exponencial de deterioração prendidos dentro de um comprimento de onda do grating. Estes contêm a informação da alto-espacial-freqüência sobre a estrutura do grating.

A exigência do contacto para ENFOL significa que não será uma substituição de encaixe directa para as impressoras de projecção maduras, mas adiciona certamente uma outra técnica viável à caixa de ferramentas dos nano-coordenadores quando se trata de saber fabricar produtos de ameia em volumes moderados. Senta-se ao lado das técnicas tais como a litografia da nano-impressão (NIL) e o nanolithography da mergulho-pena (DPN) nesta caixa de ferramentas, que estão sendo usadas já extensivamente para sistemas fotónicos, eletrônicos ou biosensing da nano-escala sofisticada da prototipificação e da fabricação.

E há mais a ser exploradas para ENFOL e técnicas relativas. Recentemente Blaikie e outro mostraram que adicionar os “superlens de prata” à máscara pode fornecer uma camada protectora tão necessária acima da carcaça, enquanto definição de manutenção. E as técnicas para usar o descoramento reversível em camadas da tintura para projectar os campos esvanecentes de alta resolução na carcaça têm sido abertas caminho recentemente por Rajesh Menon no MIT (agora em Utá), para combinar as melhores características de ENFOL com a conveniência e a maturidade da litografia óptica da projecção em campo afastado tradicional.

Tão 50 anos sobre, as palavras do Dr. Seuss podem ser tão proféticas quanto Feynman aqui, com a linha De próximo distante, de aqui lá, coisas engraçadas está em toda parte… em seu Um Peixe clássico, Dois Pesca, Peixes Vermelhos, Peixes Azuis (Novato Livro, 1960). Perto ou as coisas distantes, engraçadas estão em toda parte no mundo do sistema ótico da nano-escala, onde o comprimento de onda é considerado já não como fundamental a limitação da escala do comprimento em que a luz pode ser usada para a nano-engenharia.

Copyright AZoNano.com, Prof. Richard Blaikie (Universidade de Canterbury)

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

Last Update: 13. June 2013 23:36

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