材料科学研究のためのリソグラフィー

コンタクト

新素材リソグラフィ

ナノ・マイクロスケールでの材料加工においては、パターンやデバイスの寸法が材料特性に及ぼす影響に注意を払う必要があります。
ダイレクトライトリソグラフィーは、これらのスケールで材料を改質・成形するための柔軟な手法であり、幅広い物理的特性の制御を可能にします。ハイデルベルク・インスツルメンツのDWLおよびMLAシリーズは、ダイレクトライトレーザーリソグラフィーを採用し、マイクロスケールのパターン、構造、テクスチャに加え、電子デバイスや計測用のコンタクトを形成します。

さらに、熱走査プローブリソグラフィー（t-SPL）は、局所的な加熱を適用する能力を備え、ナノスケールでの材料改質を開始するために使用できます。 NanoFrazor は、ナノスケールの材料に対して超高速の加熱、冷却、および高局所圧力を適用できる、非常に高精度で多用途なリソグラフィーツールを提供し、巨視的にはアクセスできない可能性のある物質状態へのアクセスを開きます。

これらの直接描画リソグラフィー技術は、高性能エレクトロニクス、エネルギー貯蔵、水質浄化などの分野におけるアプリケーションの可能性を秘め、材料の物理的特性の研究や制御に使用することができます。パターンとデバイスの寸法が縮小し続ける中、直接描画リソグラフィは、ナノテクノロジーの継続的な進歩に向けた有望な道筋を提供します。

以下に、材料科学とこのアプリケーションに適したシステムに関連するイメージを示します。

任意の素材へのパターン形成

非侵襲的リソグラフィー

局所加熱

正確な温度制御

熱変換

ナノスケールで局所的に修飾や新素材を生成するために使用（NanoFrazor）

正確なオーバーレイ

アライメントマークなしでナノスケール材料に電極をアライメントするために使用（NanoFrazor）

クリーンルーム不要

新規材料を用いた高解像度リソグラフィー

非侵襲的リソグラフィー

荷電粒子線の照射や空気との接触によって損傷または破壊されるような繊細な材料の物理的特性を保持するために使用される（グローブボックス溶液）

アプリケーションイメージ

材料科学：平坦な頂部を持つマイクロスケールの柱をパターン化可能 — MLA 150 マスクレスアライナーを使用してパターニングされた、上部が 2×2 µm のマイクロスケール平頂構造。（提供：EPFL 微小ナノ技術センター）

材料科学：PS-b-PMMAラメラの指向性自己組織化 — 材料科学：25 nm HP NanoFrazorパターン（右）上におけるPS-b-PMMAラメラの指向性自己組織化（左はガイドなし）。（提供：CNM-IMB バルセロナ、スペイン）

NanoFrazorによってMoS₂との優れた電気接触が可能 — NanoFrazorを使用して単層MoS₂に作製されたほぼショットキー障壁のない金属コンタクト. (Courtesy of Prof. Elisa Riedo, NYU, see Nat.Electr.2019)

NanoFrazorチップで作成された強誘電性PZTナノ構造 — 加熱されたNanoFrazorチップによって形成された強誘電性PZTナノ構造. (Courtesy of Riedo group, NYU, published by Kim et al. in Adv. Mat. 2011)

材料科学で使用されるイオンミリングされた正方形 — NanoFrazorでパターン化された100nmの正方形を粗い酸化鉄膜にイオンミリングしたSEM画像

材料科学で使用される単一Niナノワイヤ — Co-Ni合金の磁熱起電力および磁気抵抗を調査するために使用された単一Niナノワイヤ. (Courtesy of Tim Boehnert, University of Hamburg)

材料科学：NanoFrazor を用いて特定材料を高解像度で直接除去可能。ここではペロブスカイト。 — NanoFrazor は特定の材料を高解像度で直接除去するために使用できます。ここではペロブスカイト結晶（挿入図）がパターン化されています。(Courtesy of Hemayyet Uddin (MCN, Melbourne), in cooperation with Heidelberg Instruments Nano)

材料科学：蛍光コントラストを得るために熱クロミック超分子ポリマーを使用。 — 励起二量体を形成する部分の解離によって蛍光コントラストを得るために、熱クロミック超分子ポリマーを熱消光。(Courtesy of LMIS1 at EPFL, published by Zimmermann et al. in ACS Appl. Mat. & Int. 9, 2017)

適切なシステム

µMLA マスクレスアライナー

マスクレスアライナー

ラスタースキャンとベクター露光モジュールを搭載した、設定可能でコンパクトな卓上型マスクレスアライナー。

DWL 66⁺ レーザー描画装置

直接描画レーザーリソグラフィ装置

200 nmまでの解像度と高度なグレースケール機能を備えた、研究開発および高速プロトタイピング向けの最も汎用性の高いシステムです。

MLA 150 マスクレスアライナー

マスクレスアライナー

マスクアライナーに代わるラピッドプロトタイピング用最速マスクレスツール。標準的なバイナリリソグラフィに最適。

NanoFrazor ナノリソグラフィーツール

熱走査プローブ露光装置

熱走査プローブリソグラフィー、直接レーザー昇華、先進的な自動化技術を組み合わせた、多用途でモジュール式の最先端 R&D ツール。