Fab new laser nano-fabrication technology
http://www.physorg.com/news192451027.html
May 7, 2010
(PhysOrg.com) -- 雷射干涉微影術（Laser interference lithography）能以低成本製造出解析度非常高的奈米級表面圖案，而現在，歐洲研究者在該領域上有了重要突破。
歐洲研究者所完成的二項重要突破使得一種新興的奈米級製造技術得以走出實驗室進入現實世界中。該技術可望以更低成本在更高解析度下製造出奈米裝置。
對於自我清潔材料、奈米感應器以及格柵（gratings）、清潔空氣與水的奈米過濾器還有太陽能技術的特殊抗反射表面這類事物，那將意味著更好與更便宜的製造方法。
干涉微影術是一種表面圖案成形（surface patterning）技術，那已引起世界各地實驗室的強烈興趣。不過 DELILA 計畫使它走出實驗室，並證明此技術能在商業規模下運作，一直達成世界級的突破。這項技術將在未來二、三年內協助創造下一波的奈米技術。
精確的干涉
雷射干涉微影術藉由分離同調光束（即雷射光束），接著非常精確地重新結合光束，以至於分離的光束交錯並創造出干涉圖案，從而創造出表面圖案。這些（干涉）圖案在材料上兜在一起產生表面圖案，那接著能以正常方式處理。
干涉微影術之所以引人矚目，是因為那能在寬廣的面積上快速產生高密度的特徵（dense features，高密度線寬）而不會失焦。要建造這些生產線的成本也比較少，因為它們不需要複雜的光學技術或光罩。
所節省的成本非常顯著。在此，傳統製造系統得花費數百萬歐元，而基於 DELILA 突破的系統則只需要數十萬歐元。
優勢技術
"已知在這個世紀內，在新材料、裝置與系統的開發... 幾乎是所有科學與產業領域裡，奈米技術都將扮演一種優勢的角色，" Zuobin Wang 指出，DELILA 計畫聯絡人，同時也是 Cardiff 大學製造工程中心（Manufacturing Engineering Centre，MEC）資深研究員。"然而，關鍵問題仍是低成本以及大量製造技術、系統的缺乏。"
"我們聚焦在製造 2D 與 3D 奈米結構與裝置、雷射干涉微影術的新製造技術開發上。而 DELILA 尤能使奈米表面結構及圖案的低成本與大量製造成為可能。"
DELILA 的意思是 Development of Lithography Technology for Nanoscale Structuring of Materials Using Laser Beam Interference。除了便宜之外，這種方法能印製 2D 與 3D 奈米結構。那使得它格外適合奈米光學及奈米電子裝置還有微米與奈米流體裝置（fluidic devices）。
奈米流體是奈米技術的一個領域，那在極小的尺度下觀察流體的行為 -- 在這種情況下的作用能以可預測的方式操縱。在製造上，流體涉及了許多應用，例如，測試微小的藥物樣本。該領域仍在嬰兒期，不過那已產生巨大的衝擊。DELILA 將賦予它一種新工具。
廣泛面向（broad front）
該團隊在廣泛的面向上對付這個問題，從多重光束干涉的技術潛力到使用者需求等每樣事物均加以關照。然而，該研究的主要焦點則是在可變生產原型（viable production prototype）的建構上。
在此的問題是將系統內的各式元素整合，接著使各元素臻於完美。一項關鍵突破發生在這項研究的調整部份上，操縱光束以便在所需要的圖案與規模上創造出干涉。
DELILA 首度證明 ~30 nm 的特徵尺寸直寫（direct writing）以及 ~5 nm 的奈米結構修改。這是該技術中最先進的成果。
直寫是雷射光束干涉在沒有使用光罩的情況下，直接將圖案蝕刻到晶粒（die）上。在達成所需要的特徵（線寬）上，那比標準製程要更加便宜。30nm 的結果指出該系統足以在想要的圖案內創造出精確的特徵尺寸。
然而在結構修改成果上，有許多方面更加有趣。那是目前該系統所能達到的最小可能結構。在商業應用上，那目前還不夠精確，不過，DELILA 「能在這個尺度下完成任何修改」這項事實指出，為了商業目的，那將有可能達到所需要的精確度。這將是下一個研究目標。
顯然很忙
該團隊在該計畫進行期間時程很緊湊。除了要產生突破性的結果外，該團隊還要遞交專利申請以及超過 20 篇以上的技術論文，超乎預期。
其研究面向現在有了直接的市場關聯。基於 DELILA 成果的商業化產品預計在未來二到三年內開始製造真正的裝置。
然而，讓人更振奮的或許是該技術在近未來有更大優勢的可能性。
記著，利用這項技術 DELILA 達成只有 5 nm 的結構。雖然其成果也還沒有準備商業化，不過 Wang 相信該團隊能在未來五年內以雷射干涉微影術達成商業化的 5 nm 直寫。
※ 相關資訊：
＊ DELILA project
http://www.delila.cf.ac.uk/
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