光刻技術(shù)與納米光刻簡介

距離理查德·菲利普斯·費(fèi)曼著名的演講“There’s plenty of room at the bottom”有將近60年歷史。在他的論文中，他曾問到：“我們怎么樣寫小？”在今天的科學(xué)技術(shù)研究中，仍有同樣的問題。雖然自上世紀(jì)60年代以來，科研技術(shù)已經(jīng)大大進(jìn)步，半導(dǎo)體行業(yè)中使用的線寬已經(jīng)大幅度下降，但我們?nèi)栽趯ふ曳椒▉砩�產(chǎn)具有高通量的小結(jié)構(gòu)。

光刻技術(shù)

最常用的圖案化技術(shù)被稱為光刻。在光刻中，借助于光刻膠和紫外光將2D掩模上的圖案轉(zhuǎn)移到襯底上。不同的光刻系統(tǒng)可以根據(jù)所使用的波長進(jìn)行劃分，例如紫外光刻和X射線光刻。

在實(shí)驗(yàn)室研究中，最常見的圖案化方法是紫外光刻。該方法利用波長約為400納米的紫外光。由于使用的波長部分決定了最小線寬，因此需要更短的波長來生成更小的結(jié)構(gòu)。深紫外光刻技術(shù)使用的激光器具備產(chǎn)生低至193納米的波長，且可以制備50納米以下的結(jié)構(gòu)。極端紫外線（13.5納米）和X射線也已經(jīng)試用過。深紫外線、極端紫外線和X射線方法可以創(chuàng)建納米尺度的結(jié)構(gòu)，但由于儀器成本過于昂貴。用于光掩模和光刻膠的特殊要求也增加了方法的成本和復(fù)雜性。

電子束光刻

實(shí)驗(yàn)室中用于納米結(jié)構(gòu)制造的另一常用方法是電子束光刻。在電子束光刻中，依然使用光刻膠將結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移到襯底上，但是不是使用激光來刻畫圖案，而是利用聚焦的電子束。電子束光刻技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是具有10納米以下的高分辨率。由于是直接刻畫圖案，該方法非常緩慢，通常用于較小區(qū)域的圖案。

納米球光刻

這里描述的是第三種方法：納米球光刻。在該方法中，納米粒子沉積在基板上，并且使用納米球作為蝕刻掩模來轉(zhuǎn)移圖案。納米粒子的大小決定了圖案分辨率。納米球光刻是用于規(guī)則陣列的納米特征的、廉價(jià)且具有高通量潛力的制造方法。該方法最關(guān)鍵的一步是制造膠體晶體掩模，這需要高度有序的納米粒子沉積。

如果您想了解更多關(guān)于如何沉積納米粒子的信息，請下載題為“五種最常見的納米粒子沉積方法”的簡短綜述。