Новый метод нанесения тончайших фотолитографических изображений

 


Новизна подхода состоит не столько в использовании материала с варьируемыми оптическими свойствами, сколько в беспрецедентной тонкости наносимых на фотошаблон линий. Используя полученные фотошаблоны, возникает возможность с помощью традиционной фотолитографической технологии получать микрочипы нового качества.

Оптимизация фотолитографических подходов является важнейшей стадией усовершенствования не только возможностей микрочипов и, но и целого ряда наноструктурированных устойств. Однако основное препятствие для миниатюризации наносимых с помощью фотолитографии изображений возникает из невозможности оперировать объектами с линейными размерами меньшими, чем длина волны используемого света. Новый метод позволяет выйти за пределы, диктуемые этим объективным явлением.

Ключевая идея нового метода состоит в использовании принципа интерференции, когда различные длины волн усиливают или гасят друг друга. Для создания этого эффекта, наблюдающегося, как известно, на границе несмешивающихся фаз с различной оптической плотностью (например, вода-бензин), ученые применили фотохромный материал, способный менять свой цвет, и, следовательно, прозрачность для света с различными длинами волн.

Фотолитографический шаблон состоит из двух пластин такого материала, и при экспозиции двумя различными длинами волн одна из них становится темной, а другая – прозрачной. При этом свет на каждой из пластин интерферирует и происходит совмещение интерференционных картин, в результате которого формируются яркие и очень тонкие линии. Эти линии отображаются на темной пластине и делают соответствующие ее участки прозрачными, а проходя сквозь темную пластину служат фотошаблоном для фотолитографии.

Работа, посвященная разработке этого метода, опубликована 10 апреля 2009 года в высоко цитируемом журнале Science. Метод получил название «абсорбционная модуляция» – absorbance modulation; он позволяет создавать линии в десять раз более тонкие, чем длина волны используемого света – ученым удалось «нарисовать» четкие линии с толщиной всего в 36 нм и таким же расстоянием между ними. Важной компонентой такого удивительного результата, безусловно, является природа фотохромного материала, прозрачные и темные части которого должны оставаться стабильными после экспозиции.

Описанная технология может стать востребованной в целом ряде областей: от создания микрочипов и до наноразмерного структурирования, используемого в нанофотонике, наноэлектронике, наножидкостных и нанобиологических системах. Другое, более сложное, но и перспективное приложение принципа работы с поверхностью исследователи видят в создании систем визуализации нового поколения – микроскопов с наноразмерным разрешением, необходимых в современных исследованиях материалов и биологических объектов. Ученые уже ищут способы создания совсем маленьких рисунков, сравнимых по размерам с отдельными молекулами.

Ученые прогнозируют, что коммерциализация этой технологии начнется уже в течение 5 лет.


Источник: NanoNewsNet