Review on Micro- and Nanolithography Techniques and their Applications

Abstract

Abstract. This article reviews major micro-and nanolithography techniques and their applications from commercial micro devices to emerging applications in nanoscale science and engineering. Micro-and nanolithography has been the key technology in manufacturing of integrated circuits and microchips in the semiconductor industry. Such a technology is also sparking revolutionizing advancements in nanotechnology. The lithography techniques including photolithography, electron beam lithography, focused ion beam lithography, soft lithography, nanoimprint lithography and scanning probe lithography are discussed. Furthermore, their applications are summarized into four major areas: electronics and microsystems, medical and biotech, optics and photonics, and environment and energy harvesting.

Nanometrología: Impacto en los sistemas de producción

“…Carreteiro y colaboradores reportan la espectroscopia como una técnica que da apoyo a la nanometrología química para: "determinar cuantitativamente la concentración de sustancias químicas presentes en las superficies de los materiales" [12]. Pimpin y Srituravanich reportan el uso de dispositivos nano para la medición de "especies gaseosas en el ambiente" a través de sensores [23].…”

“…Entre las herramientas utilizadas para evaluar las especificaciones de calidad se encuentra la elipsometría (metrología óptica), la cual utiliza luz polarizada para caracterizar el espesor de películas delgadas y sus propiedades, además monitorea dimensiones críticas, así como medidas precisas de la difracción de la nanoestructura, lo cual permite construir un perfil del objeto medido y caracterizar nanomateriales a través de la electrónica moderna [23][24].…”

“…Esta es una técnica de medición en la cual se utilizan datos históricos a manera de identificar patrones de medida, los cuales de forma repetitiva describen el sistema a controlar según tendencias y correlaciones, así como información de la maquinaria, para ajustar la posición de las herramientas de fabricación con el fin de identificar posibles fallos y realizar mantenimiento preventivo. Con base en esto es posible observar que la metrología virtual contribuye a la generación de patrones o referentes de medición, los cuales proporcionan, en tiempo real, la información necesaria para que los ingenieros ajusten y controlen sus procesos [19][20][21][22][23][24][25][26]. Esta técnica pretende solucionar la falencia de la metrología en este campo, ya que actualmente los procesos metrológicos aplicados en esta industria aumentan el ciclo del proceso y no le aportan ningún valor agregado a la oblea, además pretende garantizar la calidad de cada oblea dado que en el momento solo se garantiza la calidad de una muestra por lote [24].…”

“…Pimpin y Srituravanich describen la aplicación de esta herramienta en los campos de la electrónica, la medicina, la biotecnología, la óptica, la fotónica, en acelerómetros integrados en automóviles, dispositivos de microespejos digitales empleados en los televisores y proyectores, sensores de presión (usados para medir la presión de los vasos sanguíneos y de los neumáticos), en la fabricación de nanoprototipos, entre otros. Se entiende que cada uno de los anteriores son sistemas nanoproductivos que requieren mediciones, como el ancho de banda y el diámetro de punto particular, siendo los parámetros que se ven afectados por las condiciones ambientales [23]. Con base en lo anterior se hace posible establecer como patrón al comportamiento de un material frente a la variación de condiciones específicas, de esta manera se generan materiales de referencia para realizar comparaciones de los productos fabricados y controlar las variables críticas de los procesos en busca de estandarizarlos.…”

Material characterization and modification using helium lon microscopy : various examples

“…Normally undesired effects of sample modification during measurements can be used advantageously for several applications. For example, electron beams are widely applied for lithography [22], while intensive ion beams in FIB are effectively used for microand submicrometer-machining or even for material deposition [23]. FIB usually operates with heavy Ga + ions which makes FIB imaging damaging, but effective for massive material removal.…”