基于液体电迁移刻蚀的纳米图形直写技术

以往的图形制备技术中，如光学曝光、电子束曝光、纳米压印、扫描探针直写等，总是存在或者分辨率低，或者制造效率低、成本高等问题。一种同时具有高分辨率、高产出率、低成本的制造技术，是半导体工业界一直追求的目标。

印度科学院纳米科学与技术研究中心的Talukder等，开发了一个新技术，在室温、大气压力下进行纳米尺度的图形加工，加工原理与过程如图1所示。这一技术采用双层工艺，即通过导电的扫描探针，基于液体电迁移刻蚀原理，在金属上实现图形的制备，作为掩模图形，然后通过湿法腐蚀（显影）的图形，将金属图形转移到聚合物上，最后以聚合物为掩模，进一步将图形转移到衬底上。通过工艺控制，可以实现纳米尺度图形的剥离及刻蚀制备。目前在PMMA上实现最小线宽为9nm；通过该工艺可剥离实现的不同尺度及形状的微纳尺度图形结构。该项工作发表在Scientific Reports 5 (2015) 7753 上。

图1：该技术的简单原理图以及采用该技术利用PMMA/Cr双层结构剥离实现金属纳米结构的工艺过程示意图。

图2：基于电迁移直写技术所制备的多种微纳图形结构。