什么是納米光刻
編輯納米光刻是納米技術中涉及納米級結構工程(蝕刻、書寫、印刷)的技術領域中一個不斷發展的領域。在希臘語中,該單詞可分為三個部分:“ nano”表示矮人,“ lith”表示石頭,“ graphy”表示書寫,或者“ tiny Writing on stone”。如今,這個詞已經演變為涵蓋10?-9至10?-6米范圍內的結構或納米范圍內的結構的設計。本質上,場是光刻的衍生,僅涵蓋明顯較小的結構。所有納米光刻技術都可以分為兩類:一類是蝕刻掉留下所需結構的分子的技術,另一類是將所需結構直接寫入表面的技術(類似于3D打印機創建結構的方式)。
納米光刻領域的誕生是出于增加集成電路中晶體管數量以維持摩爾定律的需要。雖然光刻技術自18世紀末開始出現,但直到1950年代中期才將其應用于納米級結構。隨著半導體工業的發展,對能夠生產微米級和納米級結構的技術的需求猛增。光刻應用到這些結構首次于1958年開始納米光刻技術的時代。從那時起,光刻已成為最成功的商業技術,能夠產生100 nm以下的圖案。與該領域相關的幾種技術,每種旨在滿足其在醫療和半導體行業中的多種用途。該領域的突破為納米技術的發展做出了重要貢獻,并且隨著對越來越小的計算機芯片的需求的增加,今天的重要性越來越重要。進一步的研究領域涉及該領域的物理局限性,能量收集和光子學。
重要技術
編輯光學光刻
光學光刻是納米光刻領域中最重要和最流行的技術之一。光刻技術包含幾種重要的衍生技術,所有這些技術都使用非常短的光波長來改變某些分子的溶解度,從而使它們在溶液中被洗掉,從而留下所需的結構。幾種光學光刻技術需要使用浸液技術和許多分辨率增強技術,例如相移掩模(PSM)和光學鄰近校正(OPC)。這套技術中包括的一些技術包括多光子光刻,X射線光刻,光耦合納米光刻(LCM)和極紫外光刻(EUVL)。[2]由于該技術能夠精確地生成低于30納米的結構,因此被認為是最重要的下一代光刻(NGL)技術。
電子束光刻
電子束光刻(EBL)或電子束直接寫入光刻(EBDW)在覆蓋有電子敏感膜或抗蝕劑(例如PMMA或HSQ)的表面上掃描聚焦的電子束以繪制自定義形狀。通過改變抗蝕劑的溶解度并隨后通過浸入溶劑中來選擇性去除材料,已經獲得了低于10 nm的分辨率。這種形式的直接寫入,無掩模光刻技術具有高分辨率和低產量,將單列電子束限制在光掩模制造,半導體器件的小批量生產以及研究和開發方面。多電子束方法?目標是提高半導體大規模生產的生產量。
EBL可用于在固體基質上進行選擇性蛋白質納米圖案化,旨在實現超靈敏感測。
掃描探針光刻
掃描探針光刻(SPL)是另一套技術,可使用掃描探針通過蝕刻掉不需要的材料或將新材料直接寫到基板上,從而在納米尺度上將圖形圖案化為單個原子。此類別中的一些重要技術包括浸筆式納米光刻、熱化學納米光刻、熱掃描探針光刻和局部氧化納米光刻。浸筆式納米光刻技術是這些技術中使用最廣泛的技術。
納米壓印光刻
納米壓印光刻(NIL)及其變體(例如步進和閃光壓印光刻和激光輔助定向壓印(LADI))是很有前途的納米圖案復制技術,其中圖案是由壓印抗蝕劑的機械變形(通常是單體或聚合物形成)形成的在壓印過程中通過加熱或紫外線固化。該技術可與接觸印刷和冷焊相結合。納米壓印光刻技術能夠產生低于10 nm的圖案。
其它
編輯帶電粒子光刻
這套技術包括離子投影和電子投影光刻。離子束光刻使用聚焦或寬泛的高能輕質離子束(如He?+)將圖案轉移到表面。使用離子束接近光刻(IBL),可以將納米級特征轉移到非平面表面上。
磁光刻術
磁光刻技術(ML)是基于使用順磁性金屬掩膜(稱為“磁性掩膜”)在基板上施加磁場而形成的。類似于光掩模的磁掩模定義了所施加磁場的空間分布和形狀。第二組分是鐵磁納米顆粒(類似于光致抗蝕劑),其根據由磁掩模引起的場被組裝到基板上。
納米球光刻
納米球光刻使用球的自組裝單層(通常由聚苯乙烯制成)作為蒸發掩模。該方法已用于制造具有精確控制間距的金納米點陣列。
中性粒子光刻
中性粒子光刻(NPL)使用寬泛的高能中性粒子束在表面上進行圖案轉移。
等離子光刻
等離子體振子光刻技術使用表面等離子體激發來產生超出衍射極限的圖案,從亞波長字段約束性能受益表面等離子體激元。
質子束書寫
這項技術使用聚焦的高能(MeV)質子束在納米尺寸上對抗蝕劑材料進行圖案化,并已顯示出能夠在遠低于100 nm標記的情況下進行高分辨率圖案化的功能。
模板光刻
模板光刻是一種無抗蝕劑且平行的方法,該方法使用納米尺寸的孔作為蔭罩來制作納米尺寸的圖案。
量子光學光刻
量子光學平版印刷術(QOL)是一種無衍射極限的方法,可以使用紅色激光二極管(λ= 650nm)通過光學手段以1 nm的分辨率寫入。在3 nm處獲得諸如幾何圖形和字母的復雜圖案分辨率。該方法以20 nm的分辨率應用于納米圖案石墨烯。
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