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Elektronenstrahllithografie auch auf unebenen Flächen möglich
Forschende aus dem SNI-Netzwerk haben eine neue Methode entwickelt, um auf unebenen Flächen die Elektronenstrahllithografie anwenden zu können. Sie arbeiten dabei mit einem schwimmenden Resist, der eine gleichmässige Beschichtung ermöglicht. Die Arbeit wurde kürzlich im Wissenschaftsjournal AIP Advances veröffentlicht.
Mithilfe der Elektronenstrahllithografie lassen sich Strukturen im Nanometerbereich herstellen. Dabei verändert ein präziser Elektronenstrahl einen Lack, Resist genannt, chemisch, sodass dieser sich lokal auflösen kann. Die entstehende Struktur kann dann auf andere Materialien übertragen werden. Problematisch ist jedoch bei unebenen Oberflächen den Resist gleichmässig aufzubringen.
Umweg über das Wasserbad
Das Team von Dr. Floris Braakman in der Gruppe von Argovia-Professor Dr. Martino Poggio vom Departement Physik und Swiss Nanoscience Institute der Universität Basel hat nun eine Methode entwickelt, mit der auch unebene Flächen gleichmässig mit einem Resist überzogen werden können. «Wir benötigen dies, da wir auf der Spitze eines Cantilevers einen Quantenpunkt als Sensor platzieren möchten», erklärt Erstautor Luca Forrer, Doktorand der SNI-Doktorandenschule im Poggio Lab. «Herkömmliche Methoden sind jedoch nicht geeignet den Resist homogen auch auf der winzigen Spitze aufzubringen.»
Die Forschenden lösen das Problem, indem sie zunächst ein Glasplättchen mit Zuckerlösung benetzen, auf der sich der Resist gleichmässig verteilen lässt. Wird dieses Glasplättchen dann vorsichtig ins Wasser gelegt, diffundiert die Zuckerlösung ins umgebende Wasser und der Resist verbleibt auf dem Glasplättchen. «Von dort lassen wir den Resist ins Wasser gleiten, sodass er dann auf der Wasseroberfläche schwimmt,» beschreibt Luca Forrer. Die Forschenden tauchen anschliessend den winzigen Cantilever in den Resist ein und heben ihn dann mit dem anhaftenden Resist wieder vorsichtig ab. Der Cantilever ist danach einschliesslich Spitze gleichmässig mit dem Resist überzogen und muss nur noch erwärmt werden, um das restliche Wasser zu entfernen. Die Forschenden können die Probe im Anschluss mithilfe des Elektronenstrahls lithografisch bearbeiten.
«Diese Methode wird uns helfen, auf der Spitze eines Rasterkraftmikroskop-Cantilevers elektrische Kontakte zu platzieren und somit hochempfindliche Sonden für die Untersuchung von elektrischen und magnetischen Feldern herzustellen», beschreibt Martino Poggio.
Originalpublikation
Electron-beam lithography of nanostructures at the tips of scanning probe cantilevers
AIP Advances 13, 035208 (2023); https://doi.org/10.1063/5.0127665
L. Forrer, A. Kamber, A. Knoll, M. Poggio, and F. R. Braakman