Исследователи Института Нанотехнологии MESA+
Университета Твенте (MESA+ Institute for Nanotechnology, University of
Twente), Нидерланды использовали металлоорганический полимер в качестве
нового типа наноимпринтных резистов для литографии. Новый резист
отличается очень высокой устойчивостью при использовании методов
ионно-реактивного травления и потенциально перспективен для
изготовления изображений с большим соотношением размеров сторон, что
является одной из проблем наноимпринтной литографии.
С 1990-х годов наноимпринтная литография (НИЛ) возникла и
развивалась как один из наиболее универсальных методов для формирования
наноразмерных структур, размеры которых лежат в диапазоне от 10 нм до
единиц мкм. Сегодня НИЛ является одной из технологий, на которые делают
ставку разработчики микросхем (см. также аналитический обзор
«Современные методы лазерной микрообработки: лазерная литография»: http://store.nanonewsnet.ru/…-lithography).
Для реализации НИЛ на подложке необходимы три основных компонента:
штамп с соответствующими деталями, материал, на котором изготавливают
отпечаток (в качестве которого обычно используют полимерный резист),
оборудование для печати с соответствующим контролем температуры,
давления и относительного расположения штампа и подложки.
 Схема наноимпринтной литографии
В процессе термического импринта, штамп вдавливают под высоким
давлением и при высокой температуре в слой полимера, который в данный
момент процесса находится в жидком состоянии. При остывании полимер
фиксирует необходимую форму, после чего штамп удаляют. Технология
достаточно проста и благодаря этому находит широкое применение. Самым
слабым местом такой технологии является резист, который, для получения
высокого качества и разрешения изображений должен удовлетворять целому
ряду иногда противоречивых требований, таких как низкая вязкость,
низкая адгезия к штампу, высокая адгезия к подложке, высокое
сопротивление к травлению. В частности, высокую резистивность травлению
получают при добавлении в резист тонкослойного металлического покрытия
с целью образования металлической маски, имеющей высокую резистивность
к ионному травлению по сравнению с большинством органических полимерных
резистов.
В статье, опубликованной в журнале Nanotechnology («Direct surface
structuring of organometallic resists using nanoimprint lithography»: http://www.iop.org/…0/13/135304/),
группа исследователей из Института Нанотехнологии MESA+ предлагает
новый тип металлоорганических резистов типа полиферроценилсиланов
(polyferrocenylsilane, известных также, как PFS). Такие материалы
демонстрируют превосходный контраст при травлении и не требуют
дополнительных металлических масок.
 Наноструктура, полученная методом НИЛ
PFS-полимеры состоят из чередующихся молекул ферроцена и силана в
основной цепочке, которая и добавляет уникальные свойства этому
материалу. Эксперименты показывают, что такие материалы, используемые в
качестве резистов, очень эффективны в реактивном ионном травлении
благодаря формирующемуся железо-кремний оксидному слою в кислород
содержащей плазме (В процессе реактивного ионного травления используют
химически реактивную плазму для удаления остаточного материала с
подложек; плазму создают в электромагнитном поле под низким давлением,
при этом образуются направленные потоки ионов с высокой энергией).
Последнее обстоятельство и явилось мотивирующим в попытке использования
этого полимера в качестве резиста для НИЛ.
Пленки PFS, изготовленные методом спиннинга, были успешно
использованы для высокотемпературной наноимпринтной литографии с
уменьшенным количесвом технологических переходов. После удаления
остаточного слоя резиста, структуры были напрямую перенесены на
кремниевые подложки с исключительно высоким контрастом, демонстрируя
потенциал процесса для формирования структур с большим соотношением
размеров.
Евгений Биргер |
