La fotolitografía es un proceso que hizo posible la fabricación de multitud de dispositivos, desde las PCBs hasta los chips más avanzados de la actualidad, entre otras muchas cosas. Sin embargo, la fotolitografía aplicada a la fabricación de chips es la que más ha avanzado, dada la necesidad de crear dispositivos semiconductores cada vez más pequeños, las últimas novedades parecen de ciencia ficción, y aquí te las presentamos…
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Más allá de las ya conocidas, como DUV, fotolitografía de inmersión, EUV, y High-NA, también existen algunas tecnologías muy prometedoras…
Helium Ion Beam Lithography (HIBL)
Utiliza un haz de iones de helio en lugar de electrones para lograr una mayor precisión y menos dispersión. Es ideal para escribir patrones extremadamente finos con bordes definidos, lo que la hace útil en aplicaciones de investigación y desarrollo de chips de pocos nanómetros.
E-Beam Lithography (EBL)
En este caso se obtiene una resolución aún mayor, ya que a diferencia de los fotones o los iones, en este caso se emplea un haz de electrones enfocado para escribir patrones a nanoescala sin necesidad de máscaras. Es extremadamente precisa, ideal para la creación de prototipos y circuitos personalizados, pero sufre de baja velocidad de producción en comparación con métodos ópticos.
Multiple Patterning
Consiste en realizar múltiples exposiciones, ya se están usando la exposición doble, pero puede ir más allá. Así el grabado en una misma capa del chip se repite para lograr resoluciones menores a las que permite la óptica de un solo paso. Es una técnica esencial en los nodos 7 nm y 5 nm cuando no se usa EUV, pero aumenta la complejidad y los costes de fabricación. La triple o cuatriple exposición puede seguir ayudando en nodos aún más pequeños…
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X-Ray Lithography (XRL)
Emplea rayos X con longitudes de onda de 0.1-10 nm para mejorar la resolución más allá de los métodos ópticos. Utiliza máscaras especiales de absorción de rayos X y materiales resistentes a altas energías, como el plomo en vez del cromo usado en las máscaras de fotolitografía convencional. Es prometedora para fabricar chips con características muy pequeñas, pero su alto coste y complejidad han limitado su adopción comercial.
Metasurface-based Lithography
Emplea estructuras de metamateriales para manipular la luz en escalas nanométricas, permitiendo el grabado de patrones con precisión extrema sin necesidad de ópticas tradicionales. Es una tecnología emergente con potencial en la fabricación de chips y dispositivos fotónicos.
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Directed Self-Assembly (DSA)
Aprovecha las propiedades de moléculas autoensamblables, como polímeros de bloque, para formar estructuras nanométricas de manera controlada. Se usa como un método complementario para mejorar la litografía óptica tradicional, permitiendo crear patrones más finos sin depender únicamente de la reducción de la longitud de onda.
Photonic Nanojet Lithography
Utiliza microesferas transparentes para enfocar la luz en regiones extremadamente pequeñas, superando el límite de difracción de la luz convencional. Se investiga para aplicaciones en nanofabricación y dispositivos ópticos avanzados, aunque no está en uso…
Extreme Ultraviolet Interference Lithography (EUV-IL)
Usa la interferencia de múltiples fuentes de EUV para grabar patrones sin necesidad de máscaras. Es una técnica exploratoria para alcanzar resoluciones sub-5 nm con menor coste en materiales, ya que las máscaras empleadas para fabricar un chip suelen costar decenas de miles de euros, y se usan decenas de ellas para fabricar un chip.
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