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量子平板印刷技术有望大幅度跨越光刻小尺寸极限

来源:中国喷码机网发布日期:2017-06-22

  具有共同波函数的紊乱光子(tangledphotons)成倍地突破衍射极限图:双狭缝柄射试验结果,曲线(a)所示是由光子编织对所产生的重合图形;曲线⑷所示是根据经典的Young氏衍射实验,使用同样波长的未校正光波所获得的结果。

  量子编织(quantumentanglement)是一种没有先例可以比拟的新现象。这种现象所隐含的原则,如果进一步得到实验证实,将可能对半导体制造技术产生重大影响。根据此原理拟定的方案,将依靠拟制的文件光刻腐蚀制成任何2维象素图案,而不再需要使用掩膜版。

  马里兰大学(位于马里兰州的Baltimore)的研究人员成功地作出双狭缝衍射图案,衍射的波长只有使用同样的光束按照传统方法所产生衍射图案波长的一半。他们是使用自发参数下变换器SPDC(spontaneousparametricdown conversion)所产生的光子编织对,进行上述实验的。

  这个实验证实了前一段时间所提出的一个想法,即不用掩膜版直接产生2维图案。

  Rayleigh衍射极限,限制了当前半导体制造技术所能够达到的光刻*小特征尺寸,即不能制成小于光束波长的一半的图形。例如,使用波长为248nm的KrF激光器,只能达到0.18|am的特征尺寸。这个衍射极限,不论对于通常的光波,还是对于未校正的光子流都起着限制作用。

  但是,由自发参数下变换器(SPDC)所产生的光子编织对,在重合计数(coincidence -counting)实验中所产生的双狭缝干涉图形,只有Rayleigh极限的一半。如果进一步实现更多光子的编织,所产生的干涉图形将呈现以下的方式:l+cos2N(>如果有N个光子,所能够达到的分辨率则将是经典极限的1/N.从以后的实验来看,2光子的图形也产生同样的结果。截至目前为止,所获得的仍然只是关于2光子编织实验的报道,但是,据了解确实有人正在进行多个光子编织的试验方案。具有单波函数的编织粒子,其质量是单个粒子的N倍。此波函数的德布罗意波长,和总质量呈反比。光束的打中的目标(例如光刻中的光刻抗蚀剂)可以用来测量波函数的以前未曾被发现的状态。

  试验情况兰大学所进行的试验的报道,SPDC发生在特殊的接地的双折射晶体中,产生的共线正交极化光束,其波长是激光泵波长的一半。安置在晶体附近的双狭缝,可以用来进行量子实验,也可以用来进行经典的Young氏双狭缝干涉实验(参看附图)。激光泵所产生的光束可以通过折射与滤色消除。

  经过滤色的光子流,再通过两面镜子到达一个针孔。可以利用其中的一个镜子的转动,来改变光子束的角度,以便让干涉图形的任何部分都能够依次扫过针孔。

  在针孔的后面有一个极化光分离器,可以将信号光束与无用的光束分离开。上述光束再经过窄带滤色镜到达检测器。

  一个重合计数线路只统计1.8ns接收窗口内到达的编织对。

  不论是经典的或是量子的重合图形都是明确和清晰的。二者的图形都呈现出Young氏干涉图案,但是量子的波长只是经典的波长的二分之一。

  未来展望(位于西班牙的Madrid)和瑞典皇家技术研究所(位于瑞典的Stockholm)共同组成的小组打算进行的试验方案。他们提出的方案,可以在边长为X /2N的小方块内,产生任意的有无像素的图案。一个紊态产生器可以产生所需要的一切光束,可以说,这是实际应用所需要的**必要条件。

  对于光敏乳剂上的每一个坐标轴,都有一对相向的光束,它们相遇并在水平入射产生干涉。具体每一个方块的图案,则是根据相移板是移进光束,或是移出光束,来决定。实现上述实验,只需要有限数量的相移板就足够了。

  该论文指出,只要能够制成N个紊态准粒子的发生器,就可以产生22个像素的组合。上述试验仅仅显示了N=2的情况。

  使用为一项结果所计算出来的图案,计算机就可以控制相移板(波板)的移动。这样一来就可以不必使用掩膜板了。值得指出的是,随着每一代工艺技术的深化改革,掩膜板的价格也在急剧上升。

  着三个严重的障碍,在等待着人们去克服。**,光敏乳剂必须能够只对N-光子吸收产生反映。光敏乳剂的颗粒尺寸必须小于光子的德罗波意波长。

  >2时,如何能够产生对偶二项式(reciprocal binomialstates)状态。第三是爆光面积尺寸的缩小。图案也在小方块的外面重复。为了能够在扩展了的重复周期内保持住同样的分辨率,模式的数目将需要超过4个。

  这些障碍都是难于克服的难关;但是促使人们克服这些难关的刺激因素也是存在的。在目前情况下,继续进行研究的经费是有人愿意出,不会缺少的。

  场致发光新技术,可以降低成本,提高产量Novatechelectro-luminescent公司(位于加州的SantaClara)开发的Meta-foilEL技术(超箔场致发光技术),是**家采用柔性线路,实现了发光键盘与LCD背光显示器的整合。这项技术有希望用一个厚度只有1.5mm的单个装置,取代传统的由许多零部件组成的键盘和LED照明发光装置的组合。

  由于零部件的数量减少了许多,因此预计可以将成本降低25%.此项技术又由于可以以roU-to-roll的方式,实现大批量的生产,生产的规模可以灵活调整,因此在大规模生产时,还可以进一步降低成本。

  此项技术采用经过腐蚀的铜箔作衬底,不但可以制造柔性的可以弯曲的发光线路,而且可以制造由多种精巧EL照明灯组成的发光图案,这些图案的大小可以精巧到亚毫米的程度。并且制成的单元,还可以进一步进行焊接,折曲,实现导通的键合,或者进行钎焊。

  采用此项技术制成的线路与衬底,可以弯曲,这个特点是其它EL制造工艺技术不可能达到的。此外,在发光线路中EL部分由于所采用的涂有氮化物的磷掺合料,因此可以经受得住宽广环境变化条件,而使线路能够维持工作正常进行。

  可以针对不同应用场合,增印各种颜色的滤色层,现在可以提供白色,黄/绿色,和蓝/绿色。如果希望进一步了解,

(完)

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