Презентация (1)

1. СТМ-ЛИТОГРАФИЯ

СТМ-литография — это метод нанолитографии, использующий сканирующий туннельный
микроскоп (СТМ) не для получения изображения, а для целенаправленного модифицирования
поверхности проводящей или полупроводящей подложки с нанометровым и даже атомарным
разрешением.
В основе метода лежит явление туннельного эффекта. Острое металлическое острие
подводится к поверхности на расстояние нескольких ангстрем (1 Å = 0.1 нм). При
приложении между острием и образцом напряжения смещения возникает туннельный ток,
плотность которого чрезвычайно высока локально, под острием.
Эта локализованная энергия и используется для управления
процессами модификации поверхности.
Сканирующий туннельный микроскоп

2. НАНОЛИТОГРАФИЯ

ПОНЯТИЕ, ВИДЫ И ВОЗМОЖНОСТИ

3. ПОНЯТИЕ

Нанолитография — это совокупность методов формирования наноразмерных
(1–100 нм) структур на поверхности различных материалов. Она является
краеугольным камнем современной нанотехнологии и микроэлектроники,
позволяя создавать интегральные схемы, сенсоры, элементы нанофотоники и
наноэлектромеханических систем (НЭМС).
Без развития нанолитографии был бы невозможен технологический прогресс
последних десятилетий. Современные процессоры содержат миллиарды
транзисторов, размеры которых измеряются единицами нанометров, что
достижимо только благодаря передовым литографическим методам.

4. ОПТИЧЕСКАЯ ЛИТОГРАФИЯ

• Принцип работы: Ультрафиолетовое излучение проходит через фотошаблон (маску) и
проецируется на подложку, покрытую фоторезистом. В результате химического изменения в
облученных (или необлученных) областях резист становится растворимым и удаляется в
процессе проявления. Разрешающая способность определяется длиной волны света и числовой
пропускаемостью объектива, что обычно ограничивает минимальный размер критических
элементов примерно десятками нанометров. Применение глубокой ультрафиолетовой
литографии и иммерсионных систем позволяет снижать размеры до 20–30 нм, но требует
коррекции искажений.
• Возможности: Высокая производительность (одновременное облучение всей подложки),
отработанная технология, относительно низкая стоимость одного кристалла.
• Основные ограничения связаны с дифракцией, хроматическими отклонениями и
необходимостью использования дорогих фотомасок и чистых сред. Несмотря на это, оптическая
литография остаётся экономически наиболее выгодным решением для массового производства.

5.

6. РЕНТГЕНОВСКАЯ ЛИТОГРАФИЯ

Рентгеновская литография применяет жесткое излучение с длиной волны порядка 0,1 нм,
что позволяет достичь разрешения в единицы нанометров. Система требует сложных
оптических элементов на основе зонных пластин и очень чистые рабочие среды, что
повышает стоимость оборудования. При этом материал фотомасок должен быть
устойчив к рентгеновской эрозии, а также конические лучи создают проблемы при
передаче изображения на фоторезист.
• Преимущества: Высокое разрешение (до 10 нм), большая глубина резкости,
нечувствительность к частицам.
• Недостатки: Сложность создания прочных и точных масок
(непрозрачные области из золота), низкая производительность,
дорогое и громоздкое оборудование (синхротронные источники).

7. ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВАЯ ЛИТОГРАФИЯ

Электронно-лучевая литография обеспечивает прямую запись на фоторезист с
разрешением до единиц нанометров без использования масок. Метод медленный из-за
необходимости сканирования пучка по образцу, что снижает пропускную способность и
повышает стоимость при массовом производстве.
• Преимущества: Наивысшее разрешение (менее 10 нм, вплоть до единиц нм), не
требует маски.
• Недостатки: Низкая производительность из-за
последовательного сканирования,
эффекты близости (рассеяние электронов в резисте),
высокая стоимость.

8. ИОнНО-ЛУЧЕВАЯ ЛИТОГРАФИЯ

ИОННО-ЛУЧЕВАЯ ЛИТОГРАФИЯ
Ионно-лучевая литография использует фокусированный пучок ионов для модификации
резиста или субстрата. Ионы обладают большей массой и энергией, чем электроны, что
обеспечивает меньшую дифракцию и более прямолинейное продвижение в материале.
Однако взаимодействие ионов с резистом приводит к образованию аморфной зоны и
дефектов в подложке, что может ограничивать применение в высокоточных устройствах.
• Преимущества: Еще более высокое разрешение, чем у электронно-лучевой, благодаря
малой длине волны ионов и отсутствию эффектов близости. Позволяет не только
наносить рисунок, но и непосредственно ионное легирование или травление.
• Недостатки: Очень низкая скорость, риск повреждения подложки ионной
бомбардировкой, высокая стоимость.