Диссертация (1137255), страница 16
Текст из файла (страница 16)
4.4.1, где показаноустройство для формирования нанодорожек на подложке [97].Устройство для формирования нанодорожек на подложке содержитисточник лазерного излучения 2 в виде пучка лучей 6, отражатель 3,подложкодержатель 4, закрепленный на пьезоприводе 5, зеркало 7, состоящееиз основы – дифторида кальция (родия () 8, на котором нанесена пленка) 9, обращателя волнового фронта 10, выполненного в виде пологоцилиндра 11 с газообразным метаном 12 под давлением, и полупрозрачноезеркало 13.Устройство для формирования нанодорожек на подложке работаетследующим образом.150Рис. 4.4.1.
Принципиальная схема устройства формированиянанодорожек на подложке151Лазерное излучение от источника 2, падая на отражатель 3, попадает всреду с нерегулярными неоднородностями зеркала 7, где отражается от пленкиродия 9 и основы дифторида кальция () 8, образуя интерференционнуюкартину, затем проходит сквозь полупрозрачное зеркало 13. Расходящиесянеоднородные пучки лучей 6 попадают в полый цилиндр 11 с газообразнымметаном 12, меняют направление на противоположное, т. е. происходитобращение волнового фронта лазерного излучения.Лазерное излучение, проходя через среду с газообразным метаном 12обращателя волнового фронта 10, становится идеально направленным всоответствии с эффектом Мандельштама – Бриллюэна.
Тем самым искаженияволновогофронта,появившиесяпослепрохожденияотражателя3,компенсируются при прохождении пучком лучей обращателя волновогофронта 10.Подложкодержатель 4, закрепленный на пьезоприводе 5, обеспечиваетвозможность ориентации подложки 1 перпендикулярно падающему излучениюот зеркала 13.Использование эффекта обращения волнового фронта [44] обеспечиваетсоздание высоконаправленных пучков, компенсируя искажения по всей трассепрохождения пучка лучей 6.Применение предлагаемого устройства для формирования нанодорожекнаподложкепозволяетобеспечитьвозможностьпроизводительности нанесения нанодорожек на подложку.повышения152Устройство для выполнения литографических операций.В основу технического решения положена задача повышения качествасветового потока, используемого для технологической обработки, за счетбольшей равномерности.Согласнопредложенномутехническомурешению,воснованиивакуумной камеры, дополнительно снабженной узлом подачи газообразногометана под давлением доПа, под угломк горизонталиустановлен отражатель электромагнитного излучения таким образом, чтобыотражающее излучение падало на объект технологической обработки, сшаблоном или маской, закрепленной на координатном столе, расположенномпод угломк горизонтали.Введение в устройство для выполнения литографических операций узлаподачи газообразного метана под давлением доПа обеспечиваетвозможность формирования идеально направленного излучения за счетпрохождения через неоднородную среду в соответствии с эффектом,называемым вынужденным рассеянием Мандельштама-Бриллюэна.Сущность технического решения поясняется на рис.
4.4.2, где показаноустройство для выполнения литографических операций [47].Устройство для выполнения литографических операций содержитвакуумную камеру 1, дополнительно снабженную узлом подачи газообразногометана 2 под давлением доПа, источник электромагнитного излучения 3,отражатель 4, установленный под угломк горизонтали, объекттехнологической обработки 5 с шаблоном или маской 6, закрепленный накоординатном столе 7.153Рис. 4.4.2.
Принципиальная схема устройства для выполнениялитографических операций154Устройстводлявыполнениялитографическихоперацийработаетследующим образом.Неоднородный пучок, расходящийся от источника электромагнитногоизлучения 3, отражается от отражателя 4 и, проходя через неоднородную средугазообразного метана 5 под давлением доПа, становится идеальнонаправленным («обращается») в соответствии с эффектом Мандельштама –Бриллюэна [44]. Направленный пучок электромагнитного излечения, проходячерез шаблон/маску 6, воздействует на предмет технологической обработки 5,который закреплен на координатном столе 7.Использование эффекта обращения волнового фронта обеспечиваетсоздание высоконаправленного светового потока, компенсируя искажения повсей трассе прохождения пучка лучей.Применение предлагаемого устройства для выполнения литографическихопераций позволяет повысить качество светового потока, используемого длятехнологической обработки, за счет большей равномерности [47].1554.5.Применениелитографическихтехнологийвбиомедицинскихисследованиях на клеточно-молекулярном уровнеИсследования в области нанотехнологий дают возможность ученым имедикам проводить крупномасштабные исследования на уровне отдельныхклеток и даже молекул, что особо актуально для биологии и здравоохранения.Такие разработки должны способствовать развитию новых биотехнологическихпроизводственных процессов, которые привнесут существенные изменения вметоды современной медицины [98].Устройство формирования топологической структуры микрочипа наподложке.Рассмотрим схему реализации оборудования такой технологии [99].Согласнопредложенномутехническомурешению,источниклазерногоизлучения выполнен на основе глубокого ультрафиолета с длиной волнынм.
Отражающий шаблон выполнен из алюминия, а фокусирующаялинза – из сапфира. На подложке расположена тонкая пленка жидкостивысотоймм с показателем преломления, а обращательволнового фронта выполнен в виде полого цилиндра с жидкостью(трифторэтанол).Сущность технического решения поясняется на рис.
4.5.1, где показаноустройствоформированиятопологическойструктурымикрочипанаподложке [100].Данное устройство содержит источник лазерного излучения 2, первоеполупрозрачное зеркало 3, отражающий шаблон 4, фокусирующую линзу 6 изсапфира, второе полупрозрачное зеркало 5, на подложке 1 расположена тонкаяпленка жидкости 8 высотоймм с показателем преломления, а обращатель волнового фронта 7 выполнен в виде полого цилиндра 9с жидкостью.156Рис. 4.5.1.
Принципиальная схема устройства формирования топологическойструктуры микрочипа на подложке(без изображения элементов оптической системы)157Устройство формирования топологической структуры микрочипа наподложке работает следующим образом.Лазерное излучение от источника 2 проходит сквозь полупрозрачноезеркало 3, отражается от шаблона 4, попадает в среду с нерегулярныминеоднородностями полупрозрачного зеркала 3 и, разделяясь, падает на второеполупрозрачное зеркало 5, после чего фокусируется сапфировой линзой 6.Расходящийся неоднородный пучок, сфокусированный сапфировой линзой 6,попадает в полый цилиндр с жидкостью, обладающий эффектомобращения волнового фронта, и оборачивается.Обращенное излучение подходит к неоднородной среде второгополупрозрачного зеркала 5 и, проходя через нее, становится идеальнонаправленным.
Искажения волнового фронта, появившиеся после прохожденияпервого полупрозрачного зеркала, компенсируются при прохождении второгополупрозрачного зеркала.Тонкая пленка жидкости 8 высотойпреломленияуменьшаетдлинумм с показателемволнылучавпоказательпреломления (4.5.1)λλ(4.5.1)Применение предлагаемого устройства формирования топологическойструктуры микрочипа на подложке позволяет обеспечить возможностьсоздания уменьшенного изображения шаблона, при рабочей длине волныультрафиолетовогоповышенияизлученияразрешающейнм.способностиИспользованиепроекционнойметодовлитографиипредполагает получение элементов с размерами топологии не более 32 нм.В качество примера можно привести устройство «снабжения» организмалекарственными препаратами в требуемое время (рис.
4.5.2) [101]. Устройствопредставляет собой автономный, миниатюрный (твердотельная кремниеваямикросхема) имплантируемый механизм, способный по заданной программе158выделять содержащееся в нем вещество (или вещества). Очевидно, что такоймеханизм может выполнять и другие функции (диагностика, химическийанализ и т. д.) [102].С уменьшением размеров таких интегральных наносистем усложняетсязадача наделения их заданным функциональными характеристиками.
В живыхорганизмах многие технические задачи решаются с помощью молекулярныхдвигателей и других внутриклеточных функциональных машин. Изучениетаких биологических объектов позволит в дальнейшем объединить их снеорганическими устройствами и создать новые, гибридные наномеханическиесистемы.Рис. 4.5.2. Прототип устройства на микрочипе,выделяющего лекарственные препараты159Устройство для формирования топологии при промышленномпроизводстве интегральных схем.В последние несколько лет ученые разработали технологию быстрогокартирования генетической информации в молекулах ДНК и РНК, включаяопределение мутаций и уровней экспрессии.
В этой технологии используетсяматрица микрочипов ДНК, что имеет сходство с литографической технологиейформирования рисунка при промышленном производстве интегральныхсхем [102].Рассмотримсхемуреализациитакойтехнологии [103].Согласнопредложенному устройству для формирования топологии при промышленномпроизводстве интегральных схем, источник лазерного излучения представляетсобой конструкцию с щелями размеракоторыми, расстояние междудлин волн излучения.
Отражатель выполнен в видедвух зеркал, которые поставлены под углом порядка 180о друг к другу.Подложкодержатель, выполненный в виде кюветы с жидкостью, установлен нашестикоординатный пьезопривод, закрепленный на неподвижном основании.Сущность технического решения поясняется на рис. 4.5.3, где показаноустройство для формирования топологии при промышленном производствеинтегральных схем [104].Данное устройство состоит из подложки 1, источника лазерногоизлучения 2 и отражателя 3.
Выход источника лазерного излученияпредставляет собой щелевую конструкцию, причем размер щелиа расстояние между щелями,длин волн излучения. Техническоерешение отражателя 3 содержит два зеркала 5 и 6, которые поставлены друг кдругу под углом порядка 180о. Подложкодержатель 7 с подложкой 1 выполненв виде кюветы 8 с жидкостью 9, установлен на шестикоординатныйпьезопривод 10, который закреплен на неподвижном основании 11.160Рис. 4.5.3. Принципиальная схема устройства формирования топологиипри промышленном производстве интегральных схем(без изображения элементов оптической системы)161Рассмотрим принцип работы устройства для формирования топологиипри промышленном производстве интегральных схем.Формированиекогерентноговолновогопучкаобеспечиваетсяисточником лазерного излучения 2.
При выходе из источника 2 происходитразделение излучения посредством щелей 4 на совокупность лучей, которыераспространяются параллельно, при этом межлучевое расстояниедлин волн. Излучение отражается от зеркал 5, 6 и, проходя слой жидкости 9,попадает на подложку 1, при этом длина волныуменьшается враз, где– показатель преломления жидкости.Угловое расположение зеркал 5 и 6 выбрано таким образом, чтокогерентные лучи, достигнув подложки 1, интерферируют. При этомобразуется череда равноудаленных друг от друга максимумов и минимумовизлучения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
