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Nanomuster mit Licht erzeugt

Kleiner als die Wellenlänge der Strahlung / Empfindlicher Fotolack

Von Rainer Scharf

Extrem kleine Muster haben Forscher der University of California in Los Angeles mit infrarotem Laserlicht in einen lichtempfindlichen Lack gezeichnet. Die linienförmigen Strukturen waren nur 70 Nanometer breit. Das ist ein Zehntel der Wellenlänge des verwendeten Lichtes. Mit dem neuen Verfahren könnte man wesentlich feiner strukturierte Halbleiterbauelemente herstellen, als es mit den gängigen lithographischen Techniken möglich ist.

Wie Xiang Zhang und seine Kollegen berichten, haben sie erfolgreich zwei kürzlich entwickelte lithographische Verfahren kombiniert, mit denen man schon 120 Nanometer große Strukturen hergestellt hatte ("Applied Physics Letters", Bd. 81, S. 3663). Dazu bündelten sie das Laserlicht mit Hilfe einer metallüberzogenen Glasfaserspitze auf eine Glasplatte, die mit einem Fotolack beschichtet war. Es entstand ein mikroskopisch kleiner Lichtfleck, dessen Helligkeit zum Rand hin stetig abnahm.

Der benutzte Fotolack ist für die Infrarotstrahlung normalerweise unempfindlich, da seine Moleküle einzelne infrarote Photonen nicht absorbieren. Nur wenn zwei oder mehr Photonen gleichzeitig auf ein Molekül in der Lackschicht treffen, können sie es anregen und seine Struktur ändern. Solche Mehrphotonen-Prozesse traten nur im Zentrum des Lichtflecks auf, wo die Intensität der Infrarotstrahlung besonders groß ist. Dies hatte zur Folge, daß der Fotolack in einem Bereich belichtet wurde, der wesentlich kleiner war als der ohnehin kleine Lichtfleck. Speziell entwickelte Fotolacke, so hoffen die Forscher, wird man noch gezielter belichten können.

Die gewünschten Muster wurden dadurch in den Lack gezeichnet, daß die Forscher die Glasfaserspitze mit großer Präzision über den Fotolack bewegten und das Laserlicht abwechselnd an- und abschalteten. Dieses Verfahren ist indes noch zu langsam, großflächige Strukturen in den Fotolack zu zeichnen, wie dies bei der Herstellung von Halbleiterchips nötig ist. Der Vorgang ließe sich beschleunigen, wenn man eine große Zahl von Glasfaserspitzen zugleich über die Lackschicht bewegen würde. 

Frankfurter Allgemeine Zeitung, 13.11.2002, Nr. 264 / Seite N2

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