RU212275U1 - Нанокомпозитное фотонно-кристаллическое светофильтрующее покрытие для нужд фотолитографии - Google Patents
Нанокомпозитное фотонно-кристаллическое светофильтрующее покрытие для нужд фотолитографии Download PDFInfo
- Publication number
- RU212275U1 RU212275U1 RU2021136220U RU2021136220U RU212275U1 RU 212275 U1 RU212275 U1 RU 212275U1 RU 2021136220 U RU2021136220 U RU 2021136220U RU 2021136220 U RU2021136220 U RU 2021136220U RU 212275 U1 RU212275 U1 RU 212275U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coating
- photonic
- nanocomposite
- light
- opal
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Полезная модель преимущественно относится к микро- и наноэлектронике, а именно к технологии изготовления покрытия, фильтрующее излучение в заданном диапазоне длин волн. Структура покрытия представляет собой опаловую матрицу, сформированную на стекле, из частиц полистирола диаметром от 220 до 280 нм с внесенными в межсферичные пустоты наночастицами титана на глубину 50 нм методом магнетронного распыления. Светофильтрующая способность покрытия обуславливается формированием фотонной запрещенной зоны с заданной длиной волны. Спектрофотометрическое исследование светофильтрующего покрытия показало избирательное пропускание излучения сквозь него с образованием фотонной запрещенной зоны в диапазоне длин волн от 400 до 440 нм.
Description
Полезная модель преимущественно относится к области микро- и наноэлектроники, а именно к технологии изготовления фильтрующего покрытия, пропускающего падающее излучение в заданном диапазоне длин волн.
Может быть использовано в электронной промышленности, биомедицине, химической и фармацевтической промышленности.
В микро- и наноэлектронике существуют производственные процессы, при которых используются светочувствительные материалы и реагенты. В операции экспонирования процесса фотолитографии применяются материалы, химическая активация которых происходит при падении на них света длиной волны 400-440 нм (h - линия и g - линия экспонирования).
В таком случае, для защиты от преждевременного засвечивания фоторезиста, на участке фотолитографии необходимо обеспечить освещение, которое не содержит в себе экспонирующего спектра. Решение этой задачи представляет собой светофильтрующее покрытие для стекол, устанавливаемых в оконных рамах чистых помещений, а также используемых в корпусах светильников, смотровых окнах технологического оборудования и прозрачной транспортировочной таре.
Существует несколько способов получения светофильтрующих покрытий на стеклянные поверхности.
Известен способ получения покрытия интерференционного светофильтра [1]. Свойства заявленного светофильтра определяются свойствами слоев нанесенного интерференционного покрытия. Заявленное покрытие состоит из 13-15 чередующихся слоев материала, нанесенного в вакуумной камере, с различными показателями преломления.
Недостатком этого решения можно считать то, что длины волн, соответствующих избирательному отражению покрытия, определяются эмпирически. Также недостатком является технологическая сложность реализации процесса, связанная с нанесением большого количества (более десяти) чередующихся слоев.
Известно покрытие [2]. Заявленное покрытие на основе кристалла KRS-5 обеспечивает расширение области спектра, в которой покрытие прозрачно.
Недостатком этого покрытия можно считать то, что оно может быть использовано исключительно в сочетании с другими покрытиями или подложками с высоким показателем преломления, обеспечивающими избирательное отражение (пропускание).
Прототипом полезной модели является известный способ получения нанокомпозитного фильтра [3]. Оптически чувствительное покрытие состоит из двух систем чередующихся диэлектрических слоев с различающимися показателями преломления и одинаковой оптической толщиной.
Общим у прототипа и полезной модели является то, что покрытие изготовлено из слоев диэлектрика, в том числе диоксида кремния (SiO2), а также то, что в дефектное пространство диэлектрика вводятся наночастицы.
Недостатком прототипа является многослойность покрытия, т.е., для того, чтобы обеспечить пропускание конкретного диапазона длин волн, необходимо наносить систему чередующихся покрытий (более двух слоев).
Техническим результатом заявленной полезной модели является получение такого нанокомпозитного фотонно-кристаллического светофильтрующего покрытия, которое обеспечивает избирательное отражение на участке с длиной волны 400…440 нм, что защищает фоторезист от преждевременного засвечивания и экспонирования.
Основой нанокомпозитного фотонно-кристаллического светофильтрующего покрытия для стекол является фотонно-кристаллическая опаловая матрица, сформированная методом вертикального вытягивания.
Технический результат достигается за счет внедрения наночастиц титана в структуру фотонно-кристаллической опаловой матрицы, сформированной из коллоидной суспензии частицам полистирола диаметром от 220 до 280 нм. Внедрение титана происходит методом магнетронного распыления в вакууме.
Структура покрытия поясняется фиг. 1 и фиг. 2.
Предлагаемый метод формирования нанокомпозитного фотонно-кристаллического светофильтрующего покрытия:
1. Формирование опаловой матрицы - на очищенной в ультразвуковой ванне и обезжиренной изопропанолом поверхности стекла 1 методом вертикального вытягивания [4] формируют опаловую матрицу из суспензии полистирола 2 диаметрами частиц от 220 до 280 нм. На поверхности стекла возникает фотонная запрещенная зона.
2. Внедрение титана - стеклянная подложка со сформированной на ней опаловой матрицей помещается в вакуумную камеру и закрепляется на расстоянии 65 мм от мишени. Вакуумная камера откачивается до давления 2 Па. В среде аргона при мощности магнетрона 350 Вт в течение 60 секунд проводится осаждение титана в межсферические пустоты 3 опаловой матрицы, в результате чего в этих полостях формируются наночастицы 4. При этом происходит изменение положения возникшей при прохождении излучения через структуру фотонной запрещенной зоны.
Светофильтрующая способность покрытия заключается в возникновении фотонной запрещенной зоны и изменении ее положения и интенсивности на поверхности стекла. Коэффициент пропускания листового стекла составляет 88…90% в зависимости от марки [5].
В соответствии с известным условием Брэггов-Вульфа:
где N - порядок дифракции (для синтетического опала N=1), d - диаметр сферы опала, θ - угол Брэгговской дифракции, nэф - эффективный показатель преломления материала;
где nопал - коэффициент преломления опала, fопал - коэффициент заполнения матрицы опалом, nвозд - коэффициент преломления воздуха, fвозд - коэффициент заполнения матрицы воздухом, nвнедр - коэффициент преломления материала внедрения, nвнедр - коэффициент заполнения матрицы материалом внедрения,
можно определить длину волны фотонной запрещенной зоны в формируемой структуре фотонного кристалла с наночастицами титана:
Согласно этому выражению, внедряя в структуру фотонно-кристаллической опаловой матрицы наночастицы материала, например, титана, можно сместить длину волны фотонной запрещенной зоны на заданную величину от ее исходного положения [6].
На фиг. 3 представлены спектральные характеристики стекла 1, спектральные характеристики опаловой матрицы из полистирола без наночастиц титана 2 и спектральные характеристики заявляемой структуры 3 после внедрения наночастиц титана в межсферические пустоты верхнего слоя опаловой матрицы на глубину 50 нм.
Спектрофотометрическое исследование светофильтрующего покрытия показало избирательное пропускание излучение сквозь него с образованием фотонной запрещенной зоны в диапазоне длин волн от 400 до 440 нм.
Перечень фигур
Фиг. 1 - изображена структура опаловой матрицы из частиц полистирола, сформированного на стекле.
Фиг. 2 - изображена структура нанокомпозитного фотонно-кристаллического покрытия (а - вид спереди, б - вид сверху);
Фиг. 3 - приведены спектральные характеристики стекла, опаловой матрицы и покрытия.
Список использованных источников
1. Патент СССР № SU 381055 «Интерференционный светофильтр».
2. Патент СССР № SU 218477 «Тонкослойное оптическое покрытие».
3. Патент РФ на полезную модель №138050 «Поляризационно-чувствительный интерференционный фильтр на основе нанокомпозита».
4. Kuleshova V.L., Panfilova Е.V., Prohorov Е.P. Automated device for vertical deposition of colloidal opal films //2018 International Russian Automation Conference (RusAutoCon). - IEEE, 2018. - C. 1-5.
5. Гладушко О.А., Чесноков А.Г. Сравнительные оптические характеристики листовых стекол // Стекло и керамика. - 2005. - №5. - С. 5-6.
6. Галаганова Е.Н. Оценка неопределенности измерения коэффициента заполнения опаловой матрицы материалом внедрения // Сборник материалов VIII Международной молодежной научной конференции. 2018. - Саратов: Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А., 2018. - С. 22-25.
Claims (1)
- Светофильтр, применяющийся в остеклении на участке фотолитографии, состоящий из стекла со слоем нанокомпозитного фотонно-кристаллического покрытия, отличающийся тем, что фильтрующая способность обеспечивается на поверхности фильтра в опаловой матрице, сформированной коллоидной суспензией с частицами полистирола диаметром от 220 до 280 нм, за счет внедрения в нее наночастиц титана на глубину до 50 нм методом магнетронного распыления в вакууме при мощности магнетрона 350 Вт.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU212275U1 true RU212275U1 (ru) | 2022-07-13 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008047144A1 (en) * | 2006-10-20 | 2008-04-24 | 3T Technologies Limited | Methods and apparatus for the manufacture of microstructures |
EP2186922A1 (de) * | 2008-11-13 | 2010-05-19 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zum Abscheiden einer Nanokomposit-Schicht auf einem Substrat mittels chemischer Dampfabscheidung |
RU2437963C1 (ru) * | 2010-04-12 | 2011-12-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский энергетический институт (технический университет)" (ГОУВПО "МЭИ(ТУ)") | Способ нанесения нанокомпозитного покрытия на поверхность стального изделия |
RU2541261C2 (ru) * | 2013-07-04 | 2015-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВПО "НИУ "МЭИ", Московский энергетический институт, МЭИ) | Способ формирования нанокомпозитного покрытия на поверхности изделия |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008047144A1 (en) * | 2006-10-20 | 2008-04-24 | 3T Technologies Limited | Methods and apparatus for the manufacture of microstructures |
EP2186922A1 (de) * | 2008-11-13 | 2010-05-19 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zum Abscheiden einer Nanokomposit-Schicht auf einem Substrat mittels chemischer Dampfabscheidung |
RU2437963C1 (ru) * | 2010-04-12 | 2011-12-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский энергетический институт (технический университет)" (ГОУВПО "МЭИ(ТУ)") | Способ нанесения нанокомпозитного покрытия на поверхность стального изделия |
RU2541261C2 (ru) * | 2013-07-04 | 2015-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВПО "НИУ "МЭИ", Московский энергетический институт, МЭИ) | Способ формирования нанокомпозитного покрытия на поверхности изделия |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101103264B1 (ko) | 기능성 표면의 제조방법 | |
Du et al. | Hollow silica nanoparticles in UV− visible antireflection coatings for poly (methyl methacrylate) substrates | |
Crisp et al. | Preparation of nanoparticle coatings on surfaces of complex geometry | |
ES2469831T3 (es) | Estructura multicapa formada por láminas de nanopart�culas con propiedades de cristal fotónico unidimensional, procedimiento para su fabricación y sus aplicaciones | |
DE102013204502A1 (de) | Fenster für hohe infrarot-übertragung mit selbstreinigender hydrophiler oberfläche | |
US20050238561A1 (en) | Process for the production of highly organized crystals by means of Sol-Gel methods | |
Mennig et al. | Interference coatings on glass based on photopolymerizable nanomer material | |
Khan et al. | A mini review: Antireflective coatings processing techniques, applications and future perspective | |
Yoo et al. | Mechanically robust antireflective moth-eye structures with a tailored coating of dielectric materials | |
Boyd et al. | Modification of nanostructured fused silica for use as superhydrophobic, IR-transmissive, anti-reflective surfaces | |
You et al. | Superhydrophilic and antireflective La (OH) 3/SiO2-nanorod/nanosphere films | |
US20070202343A1 (en) | Color effect layer system and coatings based on photonic crystals and a method for the production and use thereof | |
RU212275U1 (ru) | Нанокомпозитное фотонно-кристаллическое светофильтрующее покрытие для нужд фотолитографии | |
Hewak et al. | Standardization and control of a dip-coating procedure for optical thin films prepared from solution | |
Choi et al. | Antireflective gradient-refractive-index material-distributed microstructures with high haze and superhydrophilicity for silicon-based optoelectronic applications | |
Leem et al. | Thermal-tolerant polymers with antireflective and hydrophobic grooved subwavelength grating surfaces for high-performance optics | |
Haslinger et al. | Antireflective moth-eye structures on curved surfaces fabricated by nanoimprint lithography | |
Löbmann | Antireflective coatings and optical filters | |
Tanahashi et al. | Localized surface plasmon resonance sensing properties of Ag/TiO2 films | |
Ju et al. | Effect of heat treatment of optical fiber incorporated with Au nano-particles on surface plasmon resonance | |
Liang et al. | Fabrication and optical performance research of VO 2/SiO 2/VO 2 composite spherical structure films | |
Asharchuk et al. | Enchanced reflectance SiN $ _x $/SiO $ _x $ DBR mirror based on TEOS precursor fabricated by PECVD method | |
MUTLU et al. | Analysis of the Anti-Reflection Coated Eyeglass Used in Turkey | |
Chu et al. | Creation of enhanced transmission for clear and frosted glass through facile surface texturing | |
CN111562631A (zh) | 一种低应力耐高温树脂镜片及其制备方法 |