Материалы и методы нанотехнологий : учебное пособие
жүктеу/скачать 3.3 Mb. Pdf көрінісі
|
глава 2. Получение компактных двумерных и трехмерных наноматериалов на создание топологического рисунка на поверхности монокристал- лических кремниевых пластин. Классификацию литографических методов обычно проводят по типу используемого воздействия, т. к. этот параметр во многом определяет схему всего литографического процесса, включая мате- риалы и схемы оптических систем, требования к маскам, подложкам и т. д. Различают следующие методы литографии: — оптическую (с использованием вакуумного ультрафиолетово- го излучения); — электронно-лучевую; — ионно-лучевую; — рентгеновскую; — литографию без применения излучения (печатная литография) . Cовременные методы литографии позволяют создавать нанострук- туры с разрешением в несколько нанометров. Известны методы ска- нирующего нанозонда, импритинга и «самосборки» наноструктур. Технологическая схема литографических устройств для создания нано- и микроструктур включает в себя источник излучения, опти- ческую систему, позволяющую сформировать нерасходящийся пу- чок, маску, оптическую фокусирующую систему и подложку с нане- сенным фоторезистом. Время экспозиции (выдержка) определяется материалом резиста и типом используемого излучения. Для прояв- ления топографического рисунка подложку обрабатывают «прояви- телем», который вымывает определенныеучастки резистивной плен- ки. Полученные таким образом подложки используют для нанесения различных материалов в полости резиста или вытравливания обла- стей подложки, не покрытых защитным слоем. Большинство методов перенесения рисунка с маски на подложку основано на применении проекционных схем с использованием излучения или потока частиц в качестве фактора, модифицирующего поверхность образца. Поэто- му значительная часть установок нанолитографии включает в себя источник когерентного излучения или элементарных частиц с узким распределением по энергиям. Для направленного воздействия на под- ложку также необходима система, позволяющая контролировать ин- тенсивность воздействия (освещенность, плотность потока частиц или прилагаемое давление) в зависимости от координаты поверхно- сти. Обычно в качестве подобных устройств выступают «маски» — ша- 99 2.3. осаждение и напыление на подложку блоны, определяющие, какая часть подложки будет подвержена экс- понированию, а какая нет. Простейшим примером такого шаблона является пластина с прорезями, выполненная из непрозрачного для ис- пользуемого излучения материала. Необходимость увеличения плот- ности элементов микроэлектроники на единичную площадь привела к созданию сложных систем масок и оптических устройств, позволя- ющих увеличить разрешающую способность метода. Поскольку боль- шинство материалов, используемых в современной микроэлектрони- ке, малочувствительны к излучению или потоку частиц, для лучшей репликации рисунка на поверхность подложки наносят фоточувстви- тельный материал, называемый резистом. Свет взаимодействует с ре- зистом, вызывая изменение его структуры или химического состава, что позволяет создать рельеф на поверхности подложки растворени- ем экспонированной (или наоборот, неэкспонированной) части рези- ста. Таким образом, по типу влияния излучения на материал резисты делят на «позитивные» и «негативные». При использовании «позитив- ного» фоторезиста проявителем вымываются освещенные участки, при использовании «негативного» — затененные. Например, кремниевая подложка (основа) с полимерной фоточув- ствительной пленкой (резистом) закрепляется под системой излуче- ния на позиционном столе и перемещается так, чтобы на ней были последовательно обработаны все формируемые интегральные схемы (чипы). Под действием ультрафиолетового излучения, прошедшего через прозрачные места в маске (трафарете), светочувствительный слой в соответствующих местах приобретает способность к раство- рению и затем удаляется органическими растворителями. Современная технология позволяет промышленно производить большие интегральные схемы с минимальными размерами элемен- тов схемы (шириной соединительных проводов) около нескольких де- сятков нанометров. Используя излучения различной частоты и интен- сивности удается получать все меньшее разрешение элементов схем. Нанесение пленок методом ленгмюра–Блоджетт Метод Ленгмюра–Блоджетт исторически предшествовал процессу самосборки и широко использовался для подготовки и изучения оп- тических покрытий, биосенсоров, лиганд-стабилизированных класте- |