간섭 리토그래피부

간섭 석판화(또는 홀로그래픽 석판화)는 복잡한 광학 시스템이나 포토마스크를 사용하지 않고 미세한 형상의 규칙적인 배열들을 패터링하는 기법이다.

기본 원리

기본 원리는 간섭계나 홀로그래피와 같다.둘 이상의 일관성 있는 광파 사이의 간섭 패턴을 설정하여 기록 층(사진상파)에 기록한다.이 간섭 패턴은 강도 미니마와 최대치를 나타내는 일련의 주기적인 프링으로 구성된다.노출 후 광석학 처리 시 주기적인 강도 패턴에 해당하는 광석학 패턴이 나타난다.

2-빔 간섭의 경우 $fringe\frac{}{}$/ $\frac{2\mathrm{}}{}$ $\frac{\sin }{}$ $\frac{}{}$ $\frac{(\theta \frac{}{}}{}$ $){\$ $)\}\}\}\}\}\}\}\}\}\}\}\}\}\}\}$에 의해 프린지 간격이 주어진다.달성 가능한 최소 기간은 파장의 절반이다.

3빔 간섭을 사용하면 6각 대칭의 배열을 생성할 수 있고, 4개의 보를 사용하면 사각 대칭 또는 3D 광결정 배열을 생성할 수 있다.다중파 간섭(광학 경로에 디퓨저를 삽입하여)으로 공간 주파수 스펙트럼이 정의된 주기적 패턴을 생성할 수 있다.따라서, 다른 빔 조합을 겹침으로써, 다른 패턴이 가능하게 된다.

일관성 요구 사항

간섭 석판화가 성공하려면 일관성 요건을 충족해야 한다.첫째, 공간적으로 일관성 있는 광원을 사용해야 한다.이것은 효과적으로 시준 렌즈와 결합한 점 광원이다.레이저나 싱크로트론 빔도 추가 시준 없이 직접 사용하는 경우가 많다.공간적 일관성은 빔이 갈라지기 전에 균일한 파형을 보장한다.둘째, 단색 광원이나 일시적으로 일관성이 있는 광원을 사용하는 것이 바람직하다.이것은 레이저로 쉽게 얻을 수 있지만 광대역 소스에 필터가 필요할 것이다.다른 파장은 다른 각도로 분산되지만 결국 재결합하기 때문에 회절 그래팅을 빔 스플리터로 사용할 경우 단색 요건은 해제될 수 있다.이 경우에도 공간적 일관성과 정상적인 발생이 여전히 요구될 것이다.

빔 스플리터

일관된 빛은 간섭을 얻기 위해 재조합되기 전에 두 개 이상의 빔으로 분할해야 한다.보 갈라짐의 대표적인 방법은 로이드의 거울, 프리즘, 회절 만족이다.

전자 홀로그래픽 석판화

이 기술은 전자 홀로그래피의 실천에 의해 증명되었듯이 전자파에도 쉽게 확장될 수 있다.^[1][2]전자 홀로그램을 사용하여 몇 나노미터^[1] 또는 심지어 1 나노미터^[2] 미만의 스페이싱이 보고되었다.같은 에너지의 광자에 비해 전자의 파장은 항상 짧기 때문이다.전자 파장은 드 브로글리 관계 $\lambda {\displaystyle }$= ${\displaystyle h\frac{}{}}$ ${\displaystyle \frac{p}{}}$ ${\$에 의해 주어지는데 여기서 h는 플랑크 상수, p는 전자 운동량이다.예를 들어, 1킬로 전자의 전자는 0.04 nm 미만의 파장을 가진다.5 eV 전자는 0.55 nm의 파장을 가지고 있다.이것은 상당한 에너지를 축적하지 않고 X선 같은 분해능을 산출한다.충전을 방지하기 위해서는 전도성 기질에 도달할 수 있을 정도로 전자가 충분히 침투할 수 있도록 보장해야 한다.

이 기법과 함께 저에너지 전자(100100 eV)를 사용하는 것에 대한 근본적인 우려는, 비록 전자 반-bunching이 단 하나의 사례에서만 검증되었지만, Fermi-Dirac 통계뿐만 아니라 Coulomb 힘 때문에 서로 밀어내는 그들의 자연적인 경향이다.

아톰 홀로그래픽 석판화

냉각된 원자의 일관된 빔을 얻을 수 있다면 원자 드 브로글리의 간섭도 가능하다.원자의 운동량은 전자나 광자에 비해 훨씬 더 커서 드 브로글리 관계에 따라 더 작은 파장을 허용한다.일반적으로 파장은 원자 자체의 지름보다 작을 것이다.

사용하다

간섭 리토그래피 사용의 이점은 넓은 영역에 걸쳐 초점 손실 없이 조밀한 형상의 빠른 생성이다.1제곱미터 이상의 면적에 대한 매끄러운 회절 만족은 간섭 석판술에 의해 생겨났다.^[3]따라서 후속 마이크로 또는 나노 복제 프로세스^[4](예: 나노 인쇄 석판화)를 위한 마스터 구조의 시작 또는 새로운 파장에 기초한 석판화 기법(예: EUV 또는 193nm 몰입)을 위한 광자학 공정 테스트에 일반적으로 사용된다.또한 고출력 펄스 레이저의 간섭 레이저 빔은 광온 및/또는 광화학 메커니즘을 기반으로 재료 표면(금속, 세라믹, 폴리머 포함)을 직접 처리할 수 있는 기회를 제공한다.이상과 같은 특성 때문에 이 방법은 이 경우 "직접 레이저 간섭 패터닝"(DLIP)으로 호출되었다.^[5][6][7]DLIP를 이용하여 기판은 몇 초 안에 큰 영역에 주기적인 배열을 얻는 한 번에 직접 구조화할 수 있다.이러한 패턴의 표면은 트리폴로지(옷과 마찰 감소), 광전공학(광암호화폐 증가)^[8] 또는 생명공학 등 다양한 용도로 사용될 수 있다.전자 간섭 리토그래피는^[9][10] 기존 전자 빔 리토그래피가 생성되는 데 일반적으로 너무 오랜 시간이 걸리는 패턴에 사용될 수 있다.

간섭 리토그래피의 단점은 배열된 형상을 패터링하거나 균일하게 분포된 주기적 패턴에만 국한된다는 것이다.따라서 임의의 형태 패턴을 그리기 위해서는 다른 석회화 기법이 필요하다.또한 전자 간섭 리토그래피의 경우, 전리방사선의 이차 전자나 광산화 생성 및 확산과 같은 비광학 효과를 간섭 리토그래피로 피할 수 없다.예를 들어, 2차 전자 범위는 집중된(2nm) 전자 빔에 의해 유도되는 표면의 탄소 오염 폭(~20nm)으로 대략 표시된다.^[10]이는 20nm 반피치 이하의 석판 패터닝이 진공 청결도 등 간섭 패턴 이외의 요인에 의해 크게 영향을 받는다는 것을 나타낸다.

참조

외부 링크

• 간섭 및 나노이미지 인쇄를 이용한 대형 패터닝
• 프라운호퍼 ISE의 간섭 석판화