A laser interference lithographic tool for micro-and nano-scale patterning of materials

Résumé

En este documento se presenta un diseño de sistema de litografía por interferencia de múltiple haz automático y versátil, capaz de superar las limitaciones de los sistemas manuales. En primer lugar se ha llevado a cabo un análisis de las necesidades de usuarios potenciales para determinar las especificaciones técnicas a cumplir por el sistema a desarrollar. Teniendo en cuenta estos requerimientos, se ha realizado un estudio teórico de los fundamentos de la técnica. Este estudio proporciona información acerca de los parámetros a controlar por el sistema y ayuda a definir la arquitectura del sistema. El diseño propuesto está formado por diferentes módulos independientes, cada uno de los cuales es estudiado independientemente. Se detalla también la solución final para la implementación hardware de cada uno de los subsistemas. Una vez que los diferentes módulos han sido implementados, todos los componentes se integran para dar lugar al sistema opto-mecánico. Adicionalmente se ha diseñado y desarrollado una aplicación software para controlar automáticamente el sistema. El prototipo final es por tanto resultado de la integración de las plataformas hardware y software. La parte final del trabajo contiene la validación del sistema. La versatilidad del prototipo en la generación de patrones se ha demostrado satisfactoriamente, al igual que su capacidad para modificar diferentes materiales. Concretamente se han estructurado tres materiales: un polímero fotosensible, un semiconductor y un material cerámico. Por tanto, el prototipo desarrollado en este trabajo demuestra que la litografía por interferencia láser puede emplearse más allá de laboratorios de investigación y que es una técnica prometedora para la fabricación rentable de estructuras micro- y nano-métricas.