고해상도 및 초고해상도

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광학 300nm, 열 스캐닝 프로브 리소그래피 15nm

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  • 해상도는 가능한 가장 작은 피처 크기 그 이상일 수 있습니다. 애플리케이션에 따라 고해상도를 결정하는 요소는 피처 밀도, 지오메트리 제한, 선 가장자리 거칠기 또는 CD 균일성일 수 있습니다.

    초고해상도 리소그래피에서는 100nm 이하의 해상도의 경우 레지스트 선택 및 에칭을 위한 실제 공정과 계측 기능이 중요한 요소가 됩니다.

    리소그래피 시스템에 대해 제공하는 사양은 보수적이며 현장 승인 과정에서 쉽게 달성할 수 있으므로 시스템의 노출 결과가 광고된 것보다 더 좋을 수 있습니다(몇 가지 예시에서 볼 수 있듯이).

    소니는 해상도의 물리적 한계를 뛰어넘는 기술을 개발하기 위해 노력하고 있습니다. 당사의 광학 시스템은 300nm까지 치수를 구현할 수 있으며, 당사의 NanoFrazor 열 스캐닝 프로브 리소그래피 시스템은 매우 날카로운 가열 팁을 사용하여 15nm의 분리된 피처 크기를 달성할 수 있습니다.

해상도는 가능한 가장 작은 피처 크기 그 이상일 수 있습니다. 애플리케이션에 따라 고해상도를 결정하는 요소는 피처 밀도, 지오메트리 제한, 선 가장자리 거칠기 또는 CD 균일성일 수 있습니다.

초고해상도 리소그래피에서는 100nm 이하의 해상도의 경우 레지스트 선택 및 에칭을 위한 실제 공정과 계측 기능이 중요한 요소가 됩니다.

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The 300 nm wide channel waveguide coupled to a ring resonator with a radius of 3 µm was written using the high-resolution write mode HiRes on the DWL 66+. Submicron waveguides, resonators and similar microstructures are used in optoelectronics to guide or study electromagnetic radiation. This design was created with the “Nanolithography Toolbox”, K.C. Balram et al., J. Res. natl. Inst. Stand. 121, pp. 464-475 (2016).
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A tilted SEM image of nested L-structures etched into silicon. (Courtesy of IBM Research Zurich & Heidelberg Instruments Nano)
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Example of a tapered line showing the possibility to resolve 500 nm line width through 1.5 µm thick resist.
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A triangular array of alumina dots with diameter of approximately 16 nm was patterned via the high-resolution lift-off process. (Courtesy of Heidelberg Instruments Nano)
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A SEM image of a 20 nm gap in between two metal electrodes patterned by NanoFrazor and transferred via the high-resolution lift-off process. (Courtesy of Heidelberg Instruments Nano)
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Densely packed gold pillars for plasmonic applications. The PPA resist all around the pillars was removed by the heated NanoFrazor tip. Ar ion beam etching was applied to transfer the pillars into a 20 nm Au film.
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Lines and spaces with 13.8 nm half-pitch and 2.3 nm LER (3 sigma) in Si. The structures have been etched by reactive ion etching around 50 nm deep into Si from features written into PPA resist by NanoFrazor lithography. (Publication by Ryu et al., ACS Nano, 2017)
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Narrow and broader lines contacted to electrodes prepared by electron beam lithography. The pattern was deposited via the high-resolution lift-off process. (Courtesy of Bojun Cheng, ETH Zurich & Heidelberg Instruments Nano)
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500 nm lines and spaces patterned with the DWL 66+ and etched into a chrome photo mask.
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An ultra-high resolution lift-off process was applied after NanoFrazor lithography in PPA to deposit well defined ellipses made of SiO2 on top of a granular magnetic material.
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Gap between two metal electrodes made with NanoFrazor lithography in PPA resist and a simple lift-off process.
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NanoFrazor lithography at its (current) limits. The NanoFrazor AFM image shows inlets with 8.7 nm half-pitch written 2-4 nm deep into PPA. (Pattern transfer was not demonstrated yet at this high feature density PPA structures.)
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High-resolution asymmetrical rings transferred into a gold film via ion beam etching. (Courtesy of Heidelberg Instruments Nano)
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