Учёные из США и Китая, предложили совместить лучевую литографию с эффектом ближнего поля, который активно используется в БСОМ и назвали её трудно переводимым на русский язык словосочетанием beam pen lithography (BPL).

К настоящему моменту разработано множество различных литографических методик и технологий, которые используются в основном при создании наноразмерных компонентов для интегральных схем, медицинской диагностики и оптоэлектроники. Если говорить об использовании оптических, как одних из самых дешёвых, источников в литографическом процессе, то необходимо помнить о двух важных проблемах: необходимость создания масок и дифракционный предел. Решить оба этих вопроса сразу попытались учёные из США и Китая, предложив совместить лучевую литографию с эффектом ближнего поля, который активно используется в БСОМ и назвали её трудно переводимым на русский язык словосочетанием beam pen lithography (BPL) (кратко о ней мы уже писали здесь:http://www.nanonewsnet.ru/…-nanopechati).

Авторы работы, опубликованной в журнале Nature Nanotechnology, предложили использовать массив из усеченных пирамид на основе PDMS , покрытых 5 нм адгезионным слоем титана и ~80 нм отражающим слоем золота для «концентрации» оптического излучения в вершине таких пирамид (см. рис. 1).

Риc. 1. Схема создания массива из усечённых пирамид для BPL (диаметр получаемых апертур составляет 50±5 нм).

Тестирование данной системы на воспроизводимость результатов «засветки» фоторезиста показало, что на площади в несколько см² диаметр структур составляет 111±11 нм (см. рис. 2).

Рис. 2. a. Схема работы новой технологии лучевой литографии. b,d. SEM-изображения полученного суб-микронного образца на большой площади. с. Оптическое изображение такого образца.

При этом время выдержки массива из усечённых пирамид над поверхностью фоторезистора составляет 20 с (за это время создаётся до 15 000! образцов одновременно), а скорость перемещения «пишущей головки» составляет 60 мкм/с, что позволяет не выключать источник излучения (галогеновую лампу). Лучшей демонстрацией воможностей нового подхода в лучевой литографии являются две картинки (рис. 3 и 4), на одной из которых изображен небоскрёб в Чикаго (Chikago Skyline), состоящий состоят из 15 000! образов 182 точечного изображения, а на другой – надпись NU, состоящая из маленьких 29 точечных изображений NU.

Рис. 3. Демонстрация возможностей новой технологии литографии. a-b. Оптические изображения образцов чикагского небоскрёба, размер каждой точки на вставке (SEM) 450±70 нм.

Рис. 4. Демонстрация возможностей новой технологии литографии. a. Оптические изображения образов «NU» и их увеличенное SEM-изображение на вставке. b. SEM-изображение, демонстрирующее макроразмерную селективную засветку образца с меткой в виде буквы «U».

Учёные уверены, что данная технология лучевой литографии в скором времени найдёт широкое применение в качестве «настольного нанопринтера», так как позволяет «преодолеть» дифракционный предел при использовании дешёвого оптического излучения для формирования нанообъектов на практически любых поверхностях, а также может использоваться в режимах как ближнего так и дальнего поля для создания структур с различными размерами.

по материалам: