Metode, der øger kontrasten mellem optiske billeder i høj opløsning, har potentiale til at muliggøre litografi i nanoskalaen

Når man skal producere de små halvlederkomponenter, der bruges i elektroniske enheder, fotolitografi er den valgte proces. Det giver ikke kun billeder i høj opløsning, men tillader også produktion med høj kapacitet. Imidlertid, som miniatyrisering af elektroniske kredsløb går uophørligt fremad, traditionel fotolitografi rammer både fundamentale og omkostningsgrænser. Nu, en ny fotolitografisk teknik, der vil producere funktioner, der er mindre end dem, der er mulige i dag, er i horisonten. Denne udvikling er takket være et internationalt forskerhold ledet af Jing Hua Teng og Hong Liu fra A*STAR Institute of Materials Research and Engineering, Singapore, som omfattede kolleger fra A*STAR Data Storage Institute, Singapore.

I traditionel fotolitografi, lys bruges til at skrive, for eksempel, layoutet af et elektronisk kredsløb på et substrat belagt med et lysfølsomt materiale. Samlingen behandles derefter kemisk på en måde, der får det ønskede mønster til at vises på den sidste komponent. Minimumsstørrelsen for de funktioner, der kan frembringes med denne metode, er givet ved den optiske diffraktionsgrænse:den opløsning, der kan opnås i optiske billeder, kan ikke være højere end cirka halvdelen af ​​bølgelængden for det anvendte lys. Denne grænse er typisk i størrelsesordenen flere hundrede nanometer. Og, med henblik på yderligere miniaturisering af elektroniske komponenter, det udgør en ægte vejspærring, forklarer Teng.

Fysikere har foreslået flere metoder til at slå diffraktionsgrænsen, herunder brug af såkaldte superlinser. Opløsningen af ​​superlensbilleder overstiger diffraktionsgrænsen; imidlertid, disse billeder har en tendens til at lide af dårlig kontrast, og dette har begrænset deres anvendelighed til litografi.

Teng og hans kolleger demonstrerede, at de kunne producere superlensbilleder med en opløsning under 50 nanometer og en kontrast tilstrækkelig til fotolitografiske formål. Tricket var omhyggeligt at kontrollere linsens overflade, som består af en tynd sølvfilm. "En glat overflade sikrer, at meget lidt lys går tabt på grund af spredning, "forklarer Teng. Gennem omhyggelig optimering af fremstillingsprocessen, det lykkedes ham og hans team at producere sølv superlinser med ufuldkommenheder, der var mindre end 2 nanometer høje.

Teamets næste mål er at optimere litografiprocessen og de involverede materialer til at opfylde kravene til høj kapacitet til applikationer i industrien. Resultatet skulle være et alsidigt værktøj til optisk litografi i nanoregimet. "Superlens litografi er en lovende teknologi til næste generations optisk nanolithografi til halvlederindustrien, men også til bioingeniør og datalagring, "siger Liu.