Nanolitografía y metrología de alta precisión en el ultravioleta extremo - Capeluto, María Gabriela (2009)
En esta Tesis se discute el empleo de un láser de Ar ionizado, que emite a 46.9nm, en dos aplicaciones de gran importancia tecnológica. La primera es el desarrollo de un sistema de litografía compacto capaz de producir nano-estructuras con dimensiones típicas por debajo de 100nm. La segunda consiste en el diseño de un interferómetro por corrimiento de fase que potencialmente permitirá alcanzar una resolución mayor que los instrumentos actualmente disponibles Las experiencias de fotolitografía realizadas muestran que es posible llevar a cabo procesos de nanofabricación con un dispositivo compacto y más versátil que los ya desarrollados para luz sincrotrón. Se analizaron varias configuraciones experimentales para implementar litografía de proximidad, litografía de proyección y litografía interferométrica con dos y cuatro haces. El experimento de litografía de proximidad fue realizado como prueba de principios y es la primera demostración de que el PMMA puede ser activado con los fotones provenientes del láser de 46.9nm. En este caso el detalle con tamaño más chico que se logró grabar en la muestra fue de 120nm. Un arreglo de agujeros de 360nm de diámetro y 20nm de profundidad, fue impreso utilizando la técnica de litografía de proyección. La técnica de litografía interferométrica se llevó a cabo, primero, utilizando un espejo de Lloyd mediante el cual el menor período que se logró transferir fue de 55nm. Posteriormente se realizó un experimento en el que, mediante el empleo de cuatro redes de difracción, se producen cuatro haces coherentes que interfieren para generar una distribución de intensidad que consiste en un arreglo de puntos luminosos. En este caso el tamaño de los agujeros fue del orden de los 60nm, consistente con el diseño de las redes. El estudio de la segunda aplicación, interferometría por corrimiento de fase en el ultravioleta extremo, está motivado por el hecho de que un dispositivo que trabaje en ese rango de longitudes de onda permitiría, en principio, alcanzar una precisión muchas veces mayor que la obtenida con interferómetros que utilicen luz visible. Con este fin se diseñó, en primera instancia, un interferómetro apropiado para trabajar en ultravioleta extremo. Posteriormente se desarrolló un modelo capaz de simular la propagación del láser en el dispositivo. Para ello se tuvieron en cuenta las características de la emisión de la fuente luminosa, es decir, se analizaron los efectos producidos por las fluctuaciones en puntería del haz de iluminacion. Asimismo se analizó el comportamiento de los errores en la reconstrucción del frente de ondas como función de la tolerancia en los parámetros de emisión.