Новый способ нанолитографии использует лазерный пинцет

 


Способ, обеспечивающий процесс прямой записи наноразмерных структур непосредственно на подложку, использует один лазерный пучок для захвата некоторого массива микролинз и другой пучок для изготовления 100 нм структур с однородностью и точностью порядка 15 нм. Результаты исследований и описание способа опубликованы в журнале Optics Express

Нанолитография представляет собой область литографии, которая имеет дело с формированием изображений, характерные размеры или размеры элементов которых имеют порядок 100 нм и менее. С развитием компьютерных технологий и ужесточением требований к размерам микросхем растет и потребность в уменьшении размеров литографических изображений. В последнее время появилось несколько пионерских методов получения нанолитографических структур. Исследователи из Принстона сконцентрировали свои усилия на изучении оптических методов прямой записи, которые, будучи достаточно гибкими и универсальными, пока что не обладают достаточно высокой производительностью.

Основной подход, продемонстрированный группой ученых во главе с адъюнкт – профессором Крейгом Эрнольдом (Craig B. Arnold), использует 2 лазера. Первый из них – генерирует непрерывное излучение с длиной волны 1064 мкм и является пучком- ловушкой. Это излучение проходит через линзу-аксикон и и формируется в пучок бесселевой формы, который затем расщепляется в четыре параллельных пучка при помощи двух интерферометров Маха-Зандера. Мощность каждого из бесселевых пучков имеет порядок 150 мВт и используется для захвата одиночной сферической линзы диаметром 0,76 мкм.

Рабочий лазер генерирует импульсное излучение на длине волны 355 нм; длина импульсов имеет порядок 15 нс, энергия каждого из импульсов – в пределах 150 нДж – 8 мкДж. Пучок проходит через микросферы и попадает на подложку. Запись изображения производится перемещением подложки относительно оптических ловушек.

Как говорит проф. Эрнольд, его группа научилась манипулировать микросферами с высокой точностью и сопрягать их положение с моментами генерации импульсов рабочего лазера с тем, чтобы модифицировать поверхность подложки непосредственно под сферой в нужное время. Эффекты ближнего поля позволяют исследователям фокусировать пучки в пятна размерами много меньше длины волны, что очень важно для высокого разрешения. Однако, при этом встает необходимость прецизионного контроля расстояния между оптической сферой и поверхностью. Именно это и явилось основной проблемой в экспериментах, которую удалось решить применением лазерных ловушек с бесселевым распределением плотности мощности по сечению пучка.

В соответствии с проф. Эрнольдом, предлагаемый способ имеет несколько важных достоинств. Например, отсутствует необходимость в обратной связи для контроля положения сфер. Помимо этого, эти сферы могут быть легко удалены, заменены, и могут быть использованы «сферы» различной формы, например многофасеточные, которые позволяют получать изображения с различными размерами деталей. Ближайшая задача команды – повысить точность и разрешение в литографическом изображении.


Источник: NanoNewsNet