INA – Instituto de Nanociencia de Aragón

Laboratorio de litografía en sala blanca

  Laboratorio de litografía en sala blanca

  

La nanolitografía comprende todas las técnicas litográficas para fabricar nanodispositivos utilizando técnicas top-down. El laboratorio tiene dos tecnologías diferentes dependiendo de la escala de las dimensiones del dispositivo a fabricar:

La fotolitografía o litografía óptica: proceso de microfabricación basado en la transferencia de un patrón o diseño usando máscaras y materiales fotosensibles en una serie de etapas que se repiten en función de la complejidad del elemento a fabricar. Se aplica a la técnica de fabricación de semiconductores y electrónica como sensores, actuadores y sistemas microelectromecánicos (MEMS).
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Nanolitografía electrónica: Fabricación de estructuras o patrones a escala nanométrica, en los que al menos una de sus dimensiones se encuentra alrededor de 100 nm. Se utiliza en la fabricación de circuitos integrados de semiconductores y generación de sistemas nanoelectromecánicos (NEMS).

CleanRoom

Los equipos de Dual Beam están dentro de una sala blanca de clase 10.000 y combinan haces de iones y electrones focalizados con tamaños de sonda de hasta 1 nanómetro. Las columnas de iones y de electrones tienen un cruce común, donde se coloca el objeto a ser estudiado o manipulado. Por lo tanto, los dos haces de electrones y de iones pueden ser focalizados en la misma zona de la muestra. En general, el haz de electrones se utiliza para la formación de imágenes, mientras que el haz de iones se utiliza para la nanofabricación, es decir, el haz de iones tiene una fuerte capacidad de abrasión y realiza la litografía del objeto, y el haz de electrones se utiliza para el procesado de la imagen. La litografía también se puede hacer mediante el uso de resinas sensibles a los electrones.

Estos equipos están dotados con detectores múltiples para lograr el tipo de imagen deseado, en algunos casos, es interesante resaltar la topografía de la muestra, en otros, los cambios en la composición química a través de la muestra, en otros la orientación cristalográfica, etc. Cada equipo de doble haz tiene 5 inyectores que pueden ser utilizados para llenar la cámara con diferentes gases para ayudar a los procesos de litografía o la nanodeposición de un material. Estos nanodepósitos pueden ser ferromagnéticos (magnetismo permanente) o superconductores (extremadamente baja resistencia). Una de las principales aplicaciones del estos equipo de doble haz de iones y electrones es la preparación de lamelas para su visualización por microscopía electrónica de transmisión (TEM). Para ello , es necesario el adelgazamiento mediante haz de iones de la zona de interés del material hasta un espesor inferior a 50 nanómetros que pueda insertarse en una rejilla de observación de TEM. Esto se puede hacer en este equipamiento gracias a la utilización combinada de la columna de iones, la columna de electrones y un nanomanipulador. Las aplicaciones científicas y tecnológicas de estos instrumentos se encuentran en los campos de la Física, la Química, la Bioquímica y la Ingeniería Química.

Descripción de los equipos de doble haz de este laboratorio.