Una nueva técnica litográfica rompe los límites de resolución
Según las leyes de escalado de Rayleigh sobre la resolución, los efectos de difracción limitan la posibilidad de proyectar una imagen nítida sobre una oblea a la mitad de la longitud de onda de la luz que se utilice. En el caso de la fotolitografía, se graban obleas de silicio y se escribe sobre ellas con un polímero sensible a la luz que se llama fotorresistencia. Utilizando radiación láser se puede dar forma a una superficie sin contacto y con una resolución temporal y espacial muy elevada. Las energías y las intensidades que proporcionan los pulsos de láser ultracortos pueden dar lugar a un calentamiento localizado muy rápido, gradientes térmicos elevados y velocidades subsiguientes de enfriamiento y resolidificación muy rápidas. Crear nano y microestructuras nítidas y bien definidas mediante técnicas convencionales de fotolitografía resulta difícil debido a algunos motivos: controlar la densidad de la fotorresistencia, la distribución de la intensidad y la topografía del sustrato puede ser, en conjunto, un verdadero desafío. Los fondos de la Unión Europea para el proyecto LILAC (Laser-initiated liquid-assisted colloidal lithography) permitieron desarrollar una tecnología innovadora y de bajo coste con una resolución impresionante. Los científicos aplicaron una técnica innovadora de litografía coloidal llamada litografía coloidal asistida por líquido e iniciada por láser con el fin de controlar el grabado de nanoestructuras 3D sobre una amplia variedad de sustratos. Esta técnica se basa en el uso de cristales coloidales como máscaras para el grabado y el depósito, lo cual permite fabricar distintas nanoestructuras sobre sustratos planos y no planos. Los científicos controlaron con éxito la luz para generar patrones de distribución complejos debajo de una partícula coloidal sumergiendo las partículas que se encuentran sobre la superficie en distintos líquidos. El procesamiento con pulsos de láser únicos e intensos permitió obtener patrones 3D complejos en sustratos de silicio y arseniuro de galio. En la técnica recién desarrollada interviene una interacción compleja entre la dispersión de la luz por parte de las partículas coloidales, el medio líquido y el sustrato, y el usuario puede controlar todos estos aspectos. Estas huellas características abren el camino hacia el grabado de superficies de una amplia variedad de materiales con límites inferiores a los determinados por la difracción. El nanograbado de superficies mediante esta técnica de litografía coloidal complementa la forma convencional de litografía de arriba abajo. LILAC espera que esta tecnología permita una amplia gama de nuevas aplicaciones en la escala nanométrica, incluidas la biodetección y la nanofotónica.
Palabras clave
Litografía, resolución, difracción, fotolitografía, fotorresistencia, litografía coloidal
