ニアフィールド光による波長限界を越える超微細パターンの一括転写

使用近场光批量转移超过波长限制的超精细图案

• 批准号: 09241203
• 负责人: 江刺 正喜
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09241203/
• 关键词: ニアフィールド光; パターン転写; 回折格子; 原子間力顕微鏡; マイクロマシニング; 密着露光; 偏向光; ナノ構造

1.近接場光を利用した微細パターンの転写本実験では、金属の微少開口あるいは微少スリットを形成したマスクを、レジストを塗布した基板に密着させ、紫外光を基板に垂直に入射する。このようにして微少開口からしみだした光によりフォトレジストを露光する。光は集光させても必ず波長で決まる広がりを持ち、この大きさはほぼ波長程度である。近接場は、この波長の壁を越えて局在した場であり、近接場を用いればこの波長の壁を越えてパターンが転写できる。レジストを塗布したシリコン基板にマスクを密着させパターンを転写する実験を行った。近接場光は開口近傍に局在するため、パターンを転写するためにはマスクと基板を十分密着させる必要がある。このため図3に示した装置を用いてマスクと基板の隙間を真空に引いて密着させ、高圧水銀ランプ(主波長436nm)の光を上部から照射した。レジストは化学増幅ポジ型を用いた。この方法でラインのピッチ300nm、線幅170nm以下のパターンが転写できることが確認できた。一方、マスクと基板を十分に密着させるため、転写する基板に薄いフレキシブルなメンブレンを用いる方法も有効であった。2.近接場転写のためのマスク作製微細な金属開口を形成するため、原子間力顕微鏡(AFM)を用いて加工を試み微細な金属開口を形成することに手法を開発した。3.偏向光を用いた近接場パターン転写金属スリット(回折格子パターン)を用いてパターンを転写した時、回折による影響をできるだけ減らすこと、及び近接場をできるだけ局在させことで微細なパターンの転写が可能になると考えられる。スリットに対して垂直方向および平行方向の偏向光を同じ条件で照射して近接場による転写を試み、スリット方向に偏向した光を用いてパターンを転写すればより微細なパターン転写が可能となることを見いだした。

1. The light is nearly meet を using し た imperceptible パ タ ー ン の planning write a be 験 で は, metal の small openings あ る い は slightly less ス リ ッ ト を form し た マ ス ク を, レ ジ ス ト を coated し た substrate に indiscrete さ せ を substrate に に vertical incidence, uv light す る. <s:1> ように ように て a little bit of open mouth によ ら みだ た た light によ フォトレジストを expose light する. は set light さ せ て も will ず wavelength で definitely ま る hiroo が り を hold ち, こ の big き さ は ほ ぼ wavelength degree で あ る. Near field は, こ の wavelength の wall を more え て bureau in し た field で あ り, nearly meet を い れ ば こ の wavelength の wall を more え て パ タ ー ン が planning write で き る. レ ジ ス ト を coated し た シ リ コ ン substrate に マ ス ク を indiscrete さ せ パ タ ー ン を planning write す る be 験 を line っ た. Near field optical は opening near alongside に bureau in す る た め, パ タ ー ン を planning write す る た め に は マ ス ク と substrate を very indiscrete さ せ る necessary が あ る. こ の た め 図 3 に shown し を た device with い て マ ス ク と substrate の interstitial を vacuum に lead い て indiscrete さ せ, high 圧 mercury ラ ン プ (main wavelength of 436 nm) upper の light を か ら irradiation し た. Youdaoplaceholder0 レジスト chemical amplification ポジ type を use レジスト た. こ の way で ラ イ ン の ピ ッ チ below 300 nm, 170 nm line width の パ タ ー ン が planning write で き る こ と が confirm で き た. One party, マ ス ク と substrate を very に indiscrete さ せ る た め, planning to write す る thin substrate に い フ レ キ シ ブ ル な メ ン ブ レ ン を with い る も have sharper で あ っ た. 2. Nearly meet planning write の た め の マ ス ク for subtle な openings を metals form す る た め, interatomic force 顕 micro mirror (AFM) を い て processing superfine を try み な metal opening を form す る こ と に gimmick を open 発 し た. 3. The bias light を with い た nearly meet パ タ ー ン planning write metal ス リ ッ ト (inflexion grid パ タ ー ン) を with い て パ タ ー ン を planning write し た, inflexion に よ る influence を で き る だ け minus ら す こ と, and び near field を で き る だ け bureau in さ せ こ と で imperceptible な パ タ ー ン の planning may write が に な る と exam え ら れ る. ス リ ッ ト に し seaborne て vertical お よ び の parallel direction towards light を で irradiation with じ conditions し て nearly meet に よ る planning write を み, ス リ ッ に ト direction towards し た light を with い て パ タ ー ン を planning write す れ ば よ り imperceptible な パ タ ー ン planning may write が と な る こ と を see い だ し た.

项目成果

T.Ono: "Evanescent-Field-Controlled Nano-pattern Transfer and Micro-Manipulation" Proc.of Micro Electro Mecanical Systems. 11. 488-493 (1998)

T.Ono：“倏逝场控制的纳米图案转移和微操作”Proc.of 微机电系统。

H.Hamanaka: "Fabrication of self supported Si nano structure with STM" Proc.of Micro Electro Mecanical Systems. 10. 153-158 (1997)

H.Hamanaka：“利用 STM 制造自支撑硅纳米结构”Proc.of Micro Electro Mecanical Systems。

T.Ono: "Si nano-wire growth with UHV-STM" Appl.Phys.Lett.70. 1852-1854 (1997)

T.Ono：“利用 UHV-STM 生长硅纳米线”Appl.Phys.Lett.70。

H.Hamanaka: "Patterning of Langmuir-Blodgett film with ultrahigh vacuum-scanning tunneling microscope/atomic force microscope" J.Vac.Sci.Technol B. 15. 1414-1418 (1997)

H.Hamanaka：“利用超高真空扫描隧道显微镜/原子力显微镜对 Langmuir-Blodgett 薄膜进行图案化” J.Vac.Sci.Technol B. 15. 1414-1418 (1997)

T.Ono: "Fabrication of a Si scanning probe microscopy tip with an ultrahigh vacuum--scanning tunneling microscope/atomic force microscope" J.Vac.Sci.Technol B. 15. 1531-1534 (1997)

T.Ono：“用超高真空制作硅扫描探针显微镜尖端 - 扫描隧道显微镜/原子力显微镜” J.Vac.Sci.Technol B. 15. 1531-1534 (1997)