纳米光刻方法

2018-05-29 10:40

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资料摘要：

距离理查德·菲利普斯·费曼著名的演讲“There’s plenty of room at the bottom”有将近60年历史。在他的论文中，他曾问到：“我们怎么样写小？”在今天的科学技术研究中，仍有同样的问题。虽然自上世纪60年代以来，科研技术已经大大进步，半导体行业中使用的线宽已经大幅度下降，但我们仍在寻找方法来生产具有高通量的小结构。光刻技术最常用的图案化技术被称为光刻。在光刻中，借助于光刻胶和紫外光将2D掩模上的图案转移到衬底上。不同的光刻系统可以根据所使用的波长进行划分，例如紫外光刻和X射线光刻。在实验室研究中，最常见的图案化方法是紫外光刻。该方法利用波长约为400纳米的紫外光。由于使用的波长部分决定了最小线宽，因此需要更短的波长来生成更小的结构。深紫外光刻技术使用的激光器具备产生低至193纳米的波长，且可以制备50纳米以下的结构。极端紫外线（13.5纳米）和X射线也已经试用过。深紫外线、极端紫外线和X射线方法可以创建纳米尺度的结构，但由于仪器成本过于昂贵。用于光掩模和光刻胶的特殊要求也增加了方法的成本和复杂性。电子束光刻实验室中用于纳米结构制造的另一常用方法是电子束光刻。在电子束光刻中，依然使用光刻胶将结构转移到衬底上，但是不是使用激光来刻画图案，而是利用聚焦的电子束。电子束光刻技术的主要优点是具有10纳米以下的高分辨率。由于是直接刻画图案，该方法非常缓慢，通常用于较小区域的图案。纳米球光刻这里描述的是第三种方法：纳米球光刻。在该方法中，纳米粒子沉积在基板上，并且使用纳米球作为蚀刻掩模来转移图案。纳米粒子的大小决定了图案分辨率。纳米球光刻是用于规则阵列的纳米特征的、廉价且具有高通量潜力的制造方法。该方法最关键的一步是制造胶体晶体掩模，这需要高度有序的纳米粒子沉积。如果您想了解更多关于如何沉积纳米粒子的信息，请下载题为“五种最常见的纳米粒子沉积方法”的简短综述。

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