EMU científico: aquisição de sistema de nanolitografia por feixe de elétrons de 100 kV para fabricação de alto rendimento de dispositivos com alta precisão

Resumo

As técnicas de nanofabricação têm desempenhado um papel fundamental na investigação de novos materiais e suas transformações em dispositivos habilitadores de novas tecnologias. No centro de todas essas tecnologias está o processo de litografia, onde um padrão desejado é transferido para um filme fino em um substrato adequado (por exemplo, silício, semicondutores do tipo III-V, niobato de lítio, etc.). Para alcançar a resolução nanométrica necessária na fabricação de trilhões de transistores em um único chip, junções Josephson em qubits supercondutores ou cristais fotônicos integrados em chips, existem duas rotas possíveis: litografia óptica usando luz ultra-violeta (DUV) ou litografia por feixe de elétrons (eBeam). Em um ambiente acadêmico ou de produção em pequena escala, a alternativa mais acessível é usar uma abordagem de escrita direta fornecida pelo sistema de litografia pode feixe de elétrons. Este tipo de ferramenta pode fornecer uma resolução espacial muito alta, permitindo a fabricação de dispositivos com estruturas abaixo de 20 nm e ainda assim cobrir uma grande área (wafers de até 8 polegadas). Essa estratégia reduz significativamente os custos e o tempo de fabricação além de adicionar a flexibilidade necessária típica de um ambiente acadêmico ou de produção em pequena escala. Baseado na experiência de uma década acumulada pelo CCSNano na operação de um eBeam de pesquisa, pretendemos nesta proposta dar um passo adiante e instalar um sistema semi-industrial de litografia por feixe de elétrons capaz de fornecer nanolitografia de alta resolução, mas com alto rendimento e escrita e em grandes áreas. Esta iniciativa irá alavancar a pesquisa no Estado de São Paulo tornando-a competitiva com instituições internacionais em vários campos, como informação quântica, fotônica integrada, spintrônica, nanoeletrônica, optomecânica, microfluídica e ciência dos materiais. (AU)