Descoberta litografia atômica

Redação do Site Inovação Tecnológica - 02/10/2002

A Lei de Moore, uma declaração de um dos fundadores da Intel, Gordon Moore, de que a quantidade de transistores em um chip dobra a cada 18 meses, parece ter vencido mais uma barreira para continuar valendo no longo prazo.

Dezenas de grupos de pesquisas ao redor mundo dedicam-se à criação de novas técnicas para reduzir o tamanho dos chips. Diminuindo o tamanho dos transistores, as unidades básicas que formam um chip, é possível reduzir o tamanho de todo o chip, reduzir seu consumo de energia, torná-lo mais rápido e resolver problemas de dissipação de calor. A técnica estado-da-arte utiliza um método chamado litografia para construir componentes de 13 micrômetros. Embora já tenham sido demonstradas técnicas que alcancem dimensões muito menores, este é o tamanho hoje utilizado comercialmente, para produção em larga escala.

Agora dois pesquisadores da Harvard University (Estados Unidos) publicaram um estudo mostrando o potencial de uma técnica chamada de litografia atômica, uma litografia que utiliza átomos ao invés de luz para escavar no silício os contornos dos transistores. Eles demonstraram que a resolução da litografia atômica não sofre as limitações do comprimento de onda de luz.

A litografia consiste em se fazer passar luz através de uma máscara, uma espécie de stencil (método muito utilizado antigamente para reproduzir cópias de documentos). A máscara é, na verdade, um desenho do que deverá ser o circuito. Por meio de um complexo conjunto de lentes, a imagem da máscara é reduzida e projetada sobre o substrato de silício, já recoberto por uma película fotosensitiva. Com a luz, a película é destruída. Componentes químicos são então utilizados para lavar e corroer a área não coberta, desenhando no silício um padrão exato da máscara utilizada.

A limitação da litografia está em que as lentes não funcionam se o comprimento de onda da luz for muito curto. Isto faz com que os menores padrões passíveis de serem gravados no silício situem-se ao redor de 100 nanômetros.

Os pesquisadores Joseph Thywissen e Mara Prentiss resolveram o problema substituindo a luz por um feixe de átomos de argônio, um gás nobre. Estes átomos existem em um estado naturalmente excitado, chamado de meta-estável, e liberam sua energia quando atingem um substrato. Uma camada de hidrocarbonos depositada sobre o substrato faz o mesmo papel desempenhado pela película fotosensitiva do método tradicional. Apenas que, ao invés de ser destruída, ele adere mais fortemente ao substrato no local onde incide o feixe de átomos.

Para criar um padrão no feixe de átomos os pesquisadores utilizaram uma máscara feita de laser. Os átomos de argônio ressoantes com a luz são excitados em um estado ainda mais alto, mas esse novo estado faz com que eles voltem ao estado normal quase instantaneamente. Desta forma, a luz funciona como uma barreira ao feixe de átomos.