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文档简介

原子光刻技术电科0901

杨沙沙

光刻技术是纳米结构制作的重要工艺，通过增大光刻物镜的数值孔径（N.A）和缩短曝光波长，可以提高光刻系统的分辨率。但当光刻图形的尺寸小于100nm时，光学光刻面临着很大的挑战。原子光刻是一种利用原子束实现刻印的新方法。作为原子光刻中的原子拥有X射线、电子束及离子束等刻印媒体所不具备的特点。

在电子束光刻技术中，由于空间电荷效应的影响，特征尺寸的缩小是以昂贵设备为代价来实现的。在这些情况下，作为一种潜在光刻技术的原子光刻技术有望成为集成电路和微型器件加工的新型纳米结构制造技术。原子光刻技术简介：1995年，美国国家标准技术研究所和哈佛大学的科学家们成功地运用中性原子代替光子和电子，在硅表面产生了金的微纳米图形，这是原子光刻技术的第一个实验结果，并预言原子光刻技术制造出集成电路或其他器件比其他光学光刻技术制造的小十倍。自从以后，美国、德国、日本、法国等国家先后在中性原子光刻实验上取得了成功，原子光学的基础研究成果正逐步向原子光刻技术进行转化，是基础研究技术化的典型之一。中性原子光刻：

中性原子光刻是指利用中性原子束在材料表面上制造特定的结构图形。基于中性原子的性质，原子光刻具有以下独特优势第一：中性原子束的原子源装置结构简单，价格低廉；第二：相对于光子和电子，中性原子束的粒子动能非常低，小于1eV，对表面损伤极小；第三：中性原子的运动轨迹不受均匀电场和磁场的影响，而介于中性原子之间的长程粒子间相互作用力非常小，没有库伦排斥力引起的分辨率限制（离子束光刻中存在）；第四：中性原子束还具有电子束或光子束所不具有的跃迁态，原子具有可用激光调谐的中间态结构，这种中间态结构使得原子操控成为可能，并可以通过激光冷却来增强原子束通量和校准。与其他光刻技术比较，原子光刻由于目前的技术尚难以获得高强度束流，制造效率较低。以惰性气体为例，一个原子经激发处于激发亚稳态是可携带8-20eV的内能，单个红外光子就可以耗散一个

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