Войти
Нанолитография - это развивающаяся область методов в нанотехнологиях, связанных с инженерными ( травление, написание, печать) структур нанометрового масштаба. В переводе с греческого это слово можно разбить на три части: «нано» - карлик, «лит» - камень и «графи» - писать или «крошечные буквы на камне». Сегодня это слово превратилось в проектирование структур в диапазоне от 10 до 10 метров или структур в нанометровом диапазоне. По сути, это поле является производным от литографии, только покрывая значительно меньшие структуры. Все методы нанолитографии можно разделить на две категории: те, которые вытравливают молекулы, оставляя желаемую структуру, и те, которые непосредственно записывают желаемую структуру на поверхность (аналогично тому, как 3D-принтер создает структуру).
Область нанолитографии возникла из-за необходимости увеличения количества транзисторов в интегральной схеме для соблюдения закона Мура. Хотя литографические методы используются с конца 18 века, ни одна из них не применялась к наноразмерным структурам до середины 1950-х годов. С развитием полупроводниковой промышленности резко вырос спрос на технологии, позволяющие создавать микро- и наноразмерные структуры. Фотолитография впервые была применена к этим структурам в 1958 году, когда наступила эпоха нанолитографии. С тех пор фотолитография стала наиболее коммерчески успешной техникой, способной создавать образцы размером менее 100 нм. Есть несколько методов, связанных с этой областью, каждая из которых предназначена для различных целей в медицинской и полупроводниковой промышленности. Прорывы в этой области вносят значительный вклад в развитие нанотехнологий и приобретают все большее значение сегодня, поскольку растет спрос на все меньшие и меньшие компьютерные микросхемы. Дальнейшие области исследований касаются физических ограничений поля, сбора энергии и фотоники.
Оптическая литография (или фотолитография) является одним из наиболее важных и распространенных методов в области нанолитографии. Оптическая литография содержит несколько важных производных техник, все из которых используют очень короткие длины волн света, чтобы изменить растворимость определенных молекул, заставляя их вымываться в растворе, оставляя желаемую структуру. Некоторые методы оптической литографии требуют использования иммерсии в жидкости и множества технологий повышения разрешения, таких как маски с фазовым сдвигом (PSM) и коррекция оптического приближения. (OPC). Некоторые из методов, включенных в этот набор, включают многофотонную литографию, рентгеновскую литографию, нанолитографию связи света (LCM) и экстремальную ультрафиолетовую литографию (EUVL). Этот последний метод считается наиболее важным методом литографии следующего поколения (NGL) из-за его способности создавать структуры с точностью до 30 нанометров.
Электронно-лучевая литография (EBL) или электронно-лучевая литография с прямой записью (EBDW) сканирует сфокусированный пучок электронов на поверхности, покрытой электронно-чувствительная пленка или резист (например, PMMA или HSQ ) для рисования нестандартных форм. Путем изменения растворимости резиста и последующего выборочного удаления материала путем погружения в растворитель было достигнуто разрешение менее 10 нм. Эта форма литографии с прямой записью и без маски имеет высокое разрешение и низкую пропускную способность, ограничивая использование электронных пучков с одной колонкой изготовлением фотомаски, мелкосерийным производством полупроводниковых устройств, а также исследованиями и разработками. Подходы с использованием многоэлектронных пучков имеют целью увеличение производительности при массовом производстве полупроводников.
EBL может быть использован для селективного белкового нанопаттернинга на твердой подложке, нацеленного на сверхчувствительное зондирование.
Литография со сканирующим зондом (SPL) - еще один набор методов для формирования рисунка в нанометровом масштабе до отдельных атомов с использованием сканирующих зондов, либо путем вытравливания нежелательного материала, либо путем непосредственной записи нового материала на подложку. Некоторые из важных методов в этой категории включают погружную нанолитографию, термохимическую нанолитографию, литографию с термосканирующим зондом и нанолитографию с локальным окислением. Нанолитография с погружным пером является наиболее широко используемым из этих методов.
Литография с использованием наноимпринта (NIL) и ее варианты, такие как Step-and-Flash Imprint Lithography и лазерная направленная импринт (LADI) - это многообещающие технологии репликации наноразмеров, в которых рисунки создаются путем механической деформации импринт-резистов, обычно мономерных или полимерных образований, которые отверждаются теплом или УФ светом во время импринтинга. Этот метод можно комбинировать с контактной печатью и холодной сваркой. Литография наноимпринта позволяет создавать узоры на уровне менее 10 нм.
Этот набор методов включает в себя литографии с ионной и электронной проекцией. В ионно-лучевой литографии используется сфокусированный или широкий пучок энергичных легких ионов (таких как He) для переноса рисунка на поверхность. С помощью ионно-лучевой бесконтактной литографии (IBL) наноразмерные элементы могут быть перенесены на неплоские поверхности.
Магнитолитография (ML) основана на приложении магнитного поля На подложке с помощью парамагнитных металлических масок называют «магнитными масками». Магнитная маска, которая является аналогом фотошаблона, определяет пространственное распределение и форму приложенного магнитного поля. Второй компонент - ферромагнитные наночастицы (аналог Фоторезиста ), которые собираются на подложке в соответствии с полем, индуцированным магнитной маской.
Литография наносферы использует самособирающиеся монослои сфер (обычно сделанных из полистирола ) в качестве масок испарения. Этот метод использовался для изготовления массивов золотых наноточек с точно контролируемыми расстояниями.
Литография с нейтральными частицами (NPL) использует широкий пучок энергичных нейтральных частиц для переноса рисунка на
Плазмонная литография использует возбуждение поверхностных плазмонов для создания изображений за пределами дифракционного предела, используя свойства удержания поля субволновой длины поверхностных плазмон-поляритонов.
В этом методе используется сфокусированный пучок протонов высокой энергии (МэВ) для создания рисунка на резистивном материале в наноразмерных размерах, и было показано, что он способен создавать рисунки с высоким разрешением значительно ниже отметки 100 нм.
Трафаретная литография - это параллельный метод изготовления узоров в нанометровом масштабе без использования резиста с использованием апертур нанометрового размера в качестве теневых масок.
Квантовая оптическая литография (QOL), представляет собой метод без дифракции, позволяющий записывать с разрешением 1 нм с помощью оптических средств, используя красный лазерный диод (λ = 650 нм). Сложные рисунки, такие как геометрические фигуры и буквы, были получены с разрешением 3 нм на резистной подложке. Этот метод был применен к графену с наноразмерным рисунком при разрешении 20 нм.
