Nanolithographie ist ein Begriff, der verwendet wird, um eine Reihe von Techniken zur Herstellung unglaublich kleiner Strukturen zu beschreiben. Die beteiligten Größen liegen in der Größenordnung von mehreren zehn Nanometern (nm). Ein Nanometer ist ein Milliardstel Meter, viel kleiner als die Breite eines einzelnen menschlichen Haares. Das Wort Lithographie wird verwendet, weil das Verfahren der Mustererzeugung im Wesentlichen das gleiche wie das Schreiben ist, nur in einem viel kleineren Maßstab.
Ein gängiges Verfahren der Nanolithographie, das insbesondere bei der Herstellung von Mikrochips verwendet wird, ist die Photolithographie. Diese Technik ist ein paralleles Verfahren der Nanolithographie, bei dem die gesamte Oberfläche in einem einzigen Moment aufgezogen wird. Die Photolithographie ist jedoch in der Größe begrenzt, auf die sie reduziert werden kann, denn wenn die verwendete Lichtwellenlänge zu klein gewählt wird, absorbiert die Linse das Licht einfach vollständig. Dies bedeutet, dass die Fotolithografie die superfeinen Größen einiger alternativer Technologien nicht erreichen kann.
Eine Technologie, die kleinere Größen als die Photolithographie ermöglicht, ist die der Elektronenstrahllithographie. Unter Verwendung eines Elektronenstrahls zum Zeichnen eines Musters Nanometer für Nanometer können unglaublich kleine Größen (in der Größenordnung von 20 nm) erreicht werden. Die Elektronenstrahllithographie ist jedoch viel teurer und zeitaufwendiger als die Photolithographie, was sie jedoch für industrielle Anwendungen der Nanolithographie schwer zu verkaufen macht. Da die Elektronenstrahl-Lithographie eher wie ein Nadeldrucker als eine Blitz-Fotografie funktioniert, dauert ein Auftrag, der bei der Photolithographie fünf Minuten dauern würde, bei der Elektronenstrahl-Lithographie mehr als fünf Stunden.
Ständig werden neue Nanolithographie-Technologien erforscht und entwickelt, die zu immer kleineren möglichen Größen führen. Die Extrem-Ultraviolett-Lithographie ist beispielsweise in der Lage, Licht mit Wellenlängen von 13.5 nm zu verwenden. Während in diesem neuen Bereich noch Hürden bestehen, verspricht es die Möglichkeit von Größen, die weit unter denen liegen, die von den aktuellen Industriestandards produziert werden. Andere Nanolithographietechniken umfassen die Dip-Pen-Nanolithographie, bei der eine kleine Spitze verwendet wird, um Moleküle auf einer Oberfläche abzuscheiden. Dip-Pen-Nanolithographie kann sehr kleine Größen erreichen, kann jedoch derzeit nicht unter 40 nm gehen.
Die Finanzierung der Nanolithographie-Forschung kommt von einer Reihe von Orten, darunter die private akademische Welt, futuristische Unternehmen mit Blick auf die Nanotechnologie der nächsten Generation und etablierte Hersteller von Computerchips, die ihre Chips weit unter ihre aktuelle Größe verkleinern möchten. Da das Interesse an Nanotechnologie in den Industriesektoren wächst, werden Finanzierung und Forschung zweifellos im Bereich der Nanolithographie zunehmen, was zu geschickteren Technologien und noch geringeren Größenbeschränkungen führen wird.