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Mask Based Lithography for Fast, Large Scale Pattern Generation with Nanometer Resolution

Description du projet

Une nouvelle technique de nano-structuration laisse espérer des structures à grande échelle conçues à partir de molécules individuelles

La capacité de structurer des matériaux à des tailles de plus en plus petites grâce à la photolithographie fait progresser le domaine des nanotechnologies. Lorsque l’on réduit la taille des matériaux jusqu’à l’échelle nanométrique, il est possible de manipuler les atomes et molécules individuels afin de modifier de façon radicale les propriétés des matériaux. Jusqu’à présent, la nanolithographie affichant la résolution la plus élevée est capable de générer des structures jusqu’à 20 nm. La lithographie dans l’ultraviolet extrême, une technologie de lithographie de prochaine génération, est en mesure de produire des structures encore plus petites. Le flou électronique secondaire des photons dans l’ultraviolet extrême entrave toutefois la création de structures à une seule molécule. Le projet Nanolace, financé par l’UE, va faire la démonstration d’une technique de nanolithographie révolutionnaire: la lithographie atomique au pochoir à base de masque. Deux approches seront étudiées: les masques matériels et les masques optiques. S’il est couronné de succès, le projet sera le premier à utiliser des condensats de Bose-Einstein pour la lithographie et le premier à faire la démonstration de la lithographie au pochoir à base de masque atteignant la résolution d’un seul nanomètre, révolutionnant ainsi le monde de la microélectronique et de l’électronique quantique.

Objectif

Lithography refers to the transfer of a pattern onto a substrate. Lithography techniques are used in the production of a huge range of devices and materials ranging from microelectronics and MEMS devices to optical metamaterials and smart surfaces for medical and other applications. The ultimate goal and limit of lithography is to obtain fast and large scale patterning which enables the controlled positioning of individual molecules or atoms. This requires fast, large scale single nm resolution patterning. At the moment no techniques are available that can do that. Fast positioning of individual molecules or atoms over large areas can path the way for the creation and industrial application of whole new classes of materials and devices including room temperature quantum electronic devices, electronic metamaterials as well as nano filtration membranes and can push the performance of todays microelectronics.
The highest resolution (~20 nm), fast, large scale lithography technique today is photolithography where a photon beam is projected through a mask, so that the pattern from the mask is replicated by direct imaging on a substrate coated with resist. Next generation Extreme Ultra Violet (EUV) lithography uses 92 eV photons and is targeted to deliver 8 nm resolution. The EUV ultimate limit, determined by the secondary electron generation blur, is estimated to be around 6 nm, which does not enable single nm resolution patterning. Further reductions in the photolithography resolution of the patterning would increase the photon energy, exacerbating the secondary blur.
In Nanolace, a radical breakthrough to reach nm resolution lithography will be demonstrated: single nm resolution patterns will be generated with solid state and optical masks, proposed by partners in the consortium using metastable and Bose Einstein condensated atoms. Nanolace will be the first demonstration of lithography with a Bose Einstein condensate.

Appel à propositions

H2020-FETOPEN-2018-2020

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Sous appel

H2020-FETOPEN-2018-2019-2020-01

Coordinateur

UNIVERSITETET I BERGEN
Contribution nette de l'UE
€ 678 718,50
Adresse
MUSEPLASSEN 1
5020 Bergen
Norvège

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Région
Norge Vestlandet Vestland
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
€ 964 490,99

Participants (6)