Лазерно-интерференционная литография дает исключительно высокое разрешение и быстро

Лазерно-интерференционная литография (ЛИЛ) с использованием лазеров высокой интенсивности предлагает достаточно простой и стоимостно эффективный метод записи структур большой площади с разрешением много выше 5 нм без применения резиста и сложного многопереходного технологического процесса.

Фотографии (получены с помощью атомно-силового микроскопа) интерференционных структур с разрешением выше 5 нм, изготовленные методом ЛИЛ: а) Интерферограмма на подложке SiO₂(5 nm)/GaAs – в точках 1,2, 3 изображения не обнаружено; b) SiO₂ часть подвергнута селективному травлению – точках 2, 3 изображения не обнаружено; c) 15 nm GaAs подвергнута травлению.

Конечные пользователи литографических технологий в промышленности последнее время несколько обескуражены замедлением темпов повышения разрешения в методах нанолитографии. Основные причины этого лежат в неприемлемо высокой стоимости технологии или в невозможности контроля качества процессов в нанометровом диапазоне. На сегодня существует довольно ограниченное число литографических процессов для прямого формирования наноструктур, которые включают в себя ионно-лучевую литографию, электронно-лучевую литографию и литография сканирующим пером. Всем из них свойственна низкая скорость записи, требующая высокой механической и электрической стабильности систем.

Исследователи полагают, что ЛИЛ имеет все возможности стать ключевой технологией в нанолитографии. По сравнению с конкурирующими оптическими методами, ЛИЛ существенно выигрывает в разрешении, а при сравнении с другими методами лучевой литографии – в низкой стоимости и высокой эффективности. Лазерно-интерференционная литография имеет и хороший производственный потенциал, что важно для поддержания высокой скорости прогресса в данной области.

Результаты экспериментальных исследований, где международная группа ученых достигла требуемого качества наноструктур с деталями менее 5 нм на полупроводниковых подложках, опубликованы в журнале Nanotechnology (Ordered nanostructures written directly by laser interference).

В ходе эксперимента были реализованы четырехлучевые интерференционные картины регулярных матриц отверстий в подложках из арсенида галлия (GaAs), покрытых пленкой диоксида кремния (SiO₂). Картины записывали на подложки напрямую. Самая маленькая деталь была неразличима с помощью атомно-силового микроскопа, имевшего разрешение 5 нм, а это указывает на то, что размер этой детали изображения был меньше 5 нм. Продолжительность всего процесса изготовления наноструктуры в подложке, включая обработку изображения, составляла менее 5 минут

Данные исследования процессов лазерно-интерференционной литографии осуществляются в рамках проекта European FP6 Project научно-исследовательских работ Development of lithography technology for nanoscale structuring of materials using laser beam interference (DELILA) под эгидой и при финансировании Европейского Сообщества. В проекте принимают участие научно-исследовательские организации Финляндии, России, Великобритании, Испании, Франции. Общее руководство работами осуществляет доктор Шангси Пенг (Changsi Peng) из Научно-Исследовательского центра Оптоэлектроники Технологического Университета Тампере, Финляндия (Optoelectronics Research Centre – ORC, Tampere University of Technology, Tampere, Finland).

Евгений Биргер