Электронная литография является одним из наиболее распространенных методов создания наноструктур на поверхности твердого тела. Традиционным и наиболее применяемым резистом применяемым в электронной литографии является полиметилметакрилат (ПММА), а наилучшее разрешение удается получить при использовании силсеквиоксана водорода (HSQ). Резист наносится в виде раствора на поверхность вращающейся подложки, и, растекаясь в результате вращения, равномерно покрывает ее пленкой постоянной толщины, после чего происходит испарение растворителя. В результате облучения электронами в пленке резиста происходит разрыв химических связей, что в случае ПММА приводит к увеличению растворимости (позитивный резист), а в cлучае HSQ – наоборот (негативный резист). После проявки в соответствующем растворителе на поверхности остается рисунок (паттерн), который может быть использован как маска для химического травления подложки, или для нанесения на подложку тонких пленок различных материалов.
Рубрика: Электронная и ионная литография
Гелиевая ионно-лучевая литография
Ионно-лучевая литография представляет собой разновидность методов литографии, в которой используется локальное облучение сфокусированным ионным пучком. Существуют различные системы со сфокусированным ионным пучком, использующие ионы различных химических элементов, однако наилучшее разрешение может быть достигнуто с применением гелиевого ионного микроскопа. В первые годы после появления данного прибора была опубликована серия работ, показывающая, что для литографии на резисте HSQ с его помощью может быть легко достигнуто разрешение менее 10 нм.
Травление, усиленное ионным облучением
Явление увеличения скорости химического травления некоторых веществ при облучении ускоренными ионами может быть использовано как основа технологии получения различных наноструктур. По сути своей такой метод является аналогом литографии, однако имеет ряд особенностей, в частности, одним из преимуществ является уменьшение количества технологических этапов.
В нашей лаборатории экспериментально исследовано влияние облучения ионами гелия на скорость химического травления нитрида и оксида кремния. Подробности представлены в наших работах .
В дальнейшем была показана возможность формирования различных наноструктур, геометрия которых может быть заранее рассчитана на основе данных численного моделирования процесса взаимодействия ионов с веществом. Были получены нанопоры диаметром менее 10 нм в мембране нитрида кремния , а также наноструктуры типа “струна” диаметром менее 20 нм .
Распыление сфокусированным ионным пучком
Распыление сфокусированным ионным пучком является одним из наиболее популярных методов современных нанотехнологий.
В результате столкновений налетающих ускоренных ионов с атомами поверхности твердого тела последние получают достаточную энергию для того, чтобы оторваться и улететь. При этом может иметь место адсорбция этих улетевших атомов на близрасположенную поверхность материала, приводя к переосаждению материала. Кроме того, в процессе распыления происходит имплантация ионов в обрабатываемый материал, в результате чего в приповерхностной области возникают точечные дефекты.
Разрешение обработки поверхности, достижимое при использовании данного метода, составляет менее 100 нм для большинства систем со сфокусированным ионным пучком. Наилучшие результаты, менее 10 нм, могут быть получены с помощью гелиевого ионного микроскопа.
Распыление сфокусированным ионным пучком используется как для создания новых элементов наноструктур, так и для подготовки поперечных срезов различных материалов и устройств, и широко применяется в различных отраслях промышленности.