När man vill producera de små halvledarkomponenterna som används i elektroniska enheter, fotolitografi är valprocessen. Det ger inte bara högupplösta bilder, men tillåter också produktion med hög genomströmning. Dock, eftersom miniatyriseringen av elektroniska kretsar går framåt oavbrutet, traditionell fotolitografi når både grundläggande och kostnadsgränser. Nu, en ny fotolitografisk teknik som kommer att producera detaljer som är mindre än de som är möjliga idag är vid horisonten. Denna utveckling är tack vare en internationell forskargrupp ledd av Jing Hua Teng och Hong Liu från A*STAR Institute of Materials Research and Engineering, Singapore, som inkluderade medarbetare från A*STAR Data Storage Institute, Singapore.

I traditionell fotolitografi, ljus används för att skriva, till exempel, layouten av en elektronisk krets på ett substrat belagt med ett ljuskänsligt material. Monteringen bearbetas sedan kemiskt på ett sätt som gör att det önskade mönstret syns på den slutliga komponenten. Minimistorleken på de egenskaper som kan produceras med denna metod ges av den optiska diffraktionsgränsen:upplösningen som kan erhållas i optiska bilder kan inte vara högre än ungefär hälften av våglängden för det använda ljuset. Denna gräns är vanligtvis i storleksordningen flera hundra nanometer. Och, i syfte att ytterligare miniatyrisera elektroniska komponenter, det utgör en verklig vägspärr, förklarar Teng.

Fysiker har föreslagit flera metoder för att slå diffraktionsgränsen, inklusive användning av så kallade superlinser. Upplösningen för superlinsbilder överskrider diffraktionsgränsen; dock, dessa bilder tenderar att lida av dålig kontrast, och detta har begränsat deras användbarhet för litografi.

Teng och hans medarbetare visade att de kunde producera superlinsbilder med en upplösning under 50 nanometer och en kontrast tillräcklig för fotolitografiska ändamål. Tricket var att noggrant kontrollera linsens yta, som består av en tunn silverfilm. "En slät yta säkerställer att mycket lite ljus går förlorat på grund av spridning, " förklarar Teng. Genom noggrann optimering av tillverkningsprocessen, han och hans team lyckades producera silversuperlinser med defekter som var mindre än 2 nanometer höga.

Teamets nästa mål är att optimera litografiprocessen och de inblandade materialen för att möta kraven på hög genomströmning för tillämpningar i industriskala. Resultatet bör vara ett mångsidigt verktyg för optisk litografi i nanoregimen. "Superlens litografi är en lovande teknik för nästa generations optisk nanolitografi för halvledarindustrin, men också för bioteknik och datalagring, säger Liu.