Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

Make your likes visible on Facebook?

Connect your Facebook account to Prezi and let your likes appear on your timeline.
You can change this under Settings & Account at any time.

No, thanks

NanoImprint & NanoStencil Lithography

BY FTY & SEDA
by

tuğba yucel

on 23 December 2013

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of NanoImprint & NanoStencil Lithography

Öne Çıkan iki Metod
T-NIL
Thermal-Nanoimprint Lithography
HİSTORY
NIL ilk olarak Prof. Stephen Chou
ve öğrencileri tarafından 1996'da geliştirilmiştir. [T-NIL]
NanoImprint Lithography
UV-NIL
Ultraviole Nanoimprint Lithography
UV-NIL
T-NIL
µCP-NIL
Micro Contact Printing
Fark
Sık kullanılan NIL makinaları
full-wafer
step-and-repeat
roll-to-roll
FULL-WAFER
STEP-AND-REPEAT
ROLL-TO-ROLL
Nanoimprint Technology Son 10 yılda önemli gelişmeler olmuştur.
Nonoimprint Tech. diğer üretim tekniklerine kıyasla
sub-10 nm özellikleri,düşük maliyet ,yüksek performans ,3D
,geniş alanda üretim gibi avantajları vardır.

Çözünürlük
Fizibilite
performans
Maliyet

3D UYGULAMALARI
3D Mold
Mikro ve Nanometre boyutundaki desenlerin fabrikasyonu için kullanılan üretim teknolojisidir.
BY FTY
NIL için Üç Temel Parametre
SUBSTRAT
SiO2 , Enzim ,
Polimer
DESEN için
PMMA, PMM, PMGI,
Micro Resist
Imprint parametreleri
T<Ts
T>Ts
T<Ts
UV light için
yarısaydam pul
Imprint Pametreleri
asit işlemi sonucu
UV-NIL ve T-NIL arasındaki temel fark Reçine dir.
Reçine oda sıcaklığında sıvıdır.
Belirli kimyasal işlemlerle sertleştirilen
(viskozitesi arttırılmşı) malzemedir.

UV-NIL'ın avantajı, 30 mm(yarıçap) kadar wafer press alanı en önemlisidir.

min. 200nm kadar
küçük alanda üretim
geniş bir alan
yüksek doğrulukta hızalama
kuçuk pullarla çok geniş alanda baskı
geniş bir alan
The Movable Stage
Nil üretiminde ürün işlem sonu arta kalan tabakadır.
Tabakanın kalın ve düzgün olması tercih edilir.
Desende doğruluk
Dolgu süreci, basınç, sıcaklık parametrelerinin kalite ve verim üzerinde belirleyici etkileri vardır. Ayrıca çözünürlük kalıp yüzey özelliklerini belirler.
UYGULAMALARI
WAFER LEVEL CAMERA MODULES (WLC), OPTICAL GRATINGS
HARD-DISK DRIVES (HDDS)
LED ,O-LED
OPTICAL
BIOLOGICAL DEVICES
FLEXIBLE DISPLAY

Kaynak: http://www.intechopen.com/books/lithography/nanoimprint_lithography
http://en.wikipedia.org/wiki/Nanoimprint#Photo_nanoimprint_lithography
http://tr.scribd.com/
TARİHÇE
Stencil lithograpy ilk 1959 yılında S. Gray ve P.K Weimer bir mikro-yapılanma tekniği olarak bilimsel bir dergide bildirilmiştir .Çeşitli malzemeleri, metalleri, Si, SixNy ve polimerleri kaplama malzemesi olarak da kullanmayı denemişlerdir.Bugün şablon yani stencil delikleri 4’’ (inç)‘ e kadar küçültülmüştür. Buna nanostencil denir.Nano ölçüdeki stencil delikleri LIL , elektron beam ve FIB (focused Ion Beam ) kullanılarak elde edilmiştir.

Nanostencil Lithograpy

Nanostencil lithograpy üretim ve ultra temiz nanoyapıların karakterizasyonu yani yüzey araştırması için kullanılan bir araçtır.
Nanostencil tekniğiyle doğrudan numune üzerine bir maske üzerinden yüksek vakum (UHV) koşulları altında buharlaştırılmış materyal gönderilir.
Fotoresists, kimyasal işlem adımlar kullanılmadan ve havaya maruz kalınmadan üretim yapılır.

Nanostencil sayesinde birkaç atomik tabaka inceliğinde hatta epitaksiyel , atomik kaliteli yapıların üretimi sağlanır.
Termal gerilmeler ve işlem direncinden kaynaklanan kimyasal kirlenme yoktur.
Malzemelerin kolayca değişkenliği, UHV içinde buharlaştırılabilme eğilimi olan herhangi bir madde kullanılabilecektir , işlem adımlarını veya maskeleri değiştirmeye gerek yoktur.

Nanostencil
Avantajlarıı
Nanostencil lithograpynin 3 farklı modu vardır:

static mode
multistep mode
dynamic mode
Buharlaşma sırasında numune ile maskeyi temas halinde koyarak yapıların bulanıklığı en az olacak şekilde elde edilebilir. çünkü statik modda, nanometrenin onda biri kadar yapılar imal edilebilir.
Statik modda stencil hizalanmış bir şekilde alt tabakaya sabitlenmiş şekildedir.Yani stencil alttaki tabakaya göre hareket etmez. Stencil (şablon)-tabaka çifti, buharlaşma / aşındırma / iyon implantasyonu makinesi içine yerleştirilmiştir ve işlem yapıldıktan sonra, kalıp çıkarıldığında alttaki tabakada desen oluşmuş olur.

Statik Mode
Şekilde statik modda bir test deseni fabrikasyonu görülüyor. (SiO2 üzerinde Cu) bir atomik kuvvet mikroskobu (AFM-nc) ölçümü gösterir. 40 nm kadar bir genişliği olan 5-nm-kalınlıkta bakır hatları elde edilmiştir
Nanostencil teknolojisinde önemli bir gelişme olan bu mod, birkaç statik buharlaşma adımını sırayla sağlayan ve çoklu maske ve çoklu materyal yapısının üretimini sağlar.
Stencil tabakaya göre göreceli olarak tortu yani birikimler arasında vakum bozulmadan hareket eder.

Multistep mode
Örneği şekil 3 te, nanotel üzerinde 4 noktalı elektriksel taşıma ölçümleri gösterilmiştir.(silikon oksit üzerine bakır)

Tüm model, sırasıyla üç farklı maske için (A) iletişim padlari (B) bağlantı hatları ve (C) nanoteller kullanılarak imal edilir.

Birikme sırasında stencil alt tabakaya göre hareket eder. Sabit malzeme birikme oranı tamamlanana kadar stencil hızının değişimesiyle gittikçe incelen ya da sivrileşen yükseklik desenlerinin üretimi sağlanır.
dinamik modda, numune buharlaşma sırasında maskeye göre dönüştürülmüştür..

Bu da bize 3 önemli yarar sağlar:

Rastgele iki boyutlu geometrileri üretmek (örneğin geniş aralıklı yapılar)
Malzeme kalınlığının değiştirilebilir olması (örneğin, üç-boyutlu yapılar)
Aynı maskeyi kullanarak farklı yapıların elde edilebilmesi. (esneklik ve uyum)


Dynamic Mode
Şekilde sınırlı geometride etki duvarların incelendiği bir manyetik nano yapısını gösteriliyor. Küçük resimde ise kullanılan maske gösteriliyor. Buharlaşma sırasında numune sabit bir hızda x-yönünde 500 nm çevrilmiştir.Yapı,% 10 kadar yükseklik modülasyonu göstermektedir. 7nm Fe on SiO2

İmal edilmiş maske (stencil )
Alt tabaka ve stencil buharlaştirma makinasina yerleştirilir.
Buharlaştırılmış meteryal maskedeki aralıklardan geçerek desen oluşturulur.işlemin sonunda maske çıkartılır.
Birikme (depositon)
Oyma (etching)
İyon implantasyonu

Nanostencil İle Yapılabilecek İşlemler
ABD'de Boston Üniversitesi'ndeki araştırmacılar nanostencil lithograpy kullanarak plasmonik nanorod anten dizilerinin çok sayıda yapmak için yeni bir yol geliştirdi.
Kaynaklar
http://en.wikipedia.org/wiki/Stencil_lithography

http://www.zurich.ibm.com/st/nanofabrication/nanopatterning.html
http://nanolithography.spiedigitallibrary.org/article.aspx?articleid=1029197
http://spie.org/x45083.xml

http://en.wikipedia.org/wiki/Paul_K._Weimer
http://iopscience.iop.org/0957-4484/24/11/115301/article
http://nanotechweb.org/cws/article/tech/43211
T.C.
Erciyes Üniversitesi
Elektrik Elektronik Mühendisliği
NanoImprint and NanoStencil
LİTHOGRAPHY
HAZIRLAYANLAR
F. Tuğba YÜCEL
1030225897
Seda ERKİLET
1030225920
Dinlediğiniz için teşekkürler
BY SEDA
Litografi
Bir desenin bir tabakadan geçip silikon bir tabakaya ulaşarak transfer edilmesi demektir.
NEDEN NIL?

Şuanda kullanılan litografi tekniklerinin gerekli ve tatmin edici düzeyde sonuç vermemesi bu yönteme eğilimi artırmıştır.
Silikon teknolojisinin artık tıkanma noktasına gelmiş olması ve bu teknikten alınan verimin en yüksek seviyeye gelmesi etkenlerden biridir.

Litografi
Sıcak bir zemin üzerine üç boyutlu bir materyel kullanarak uygulanan basit bir desenlendirme yöntemidir.

Yanda Chou ve Krasue tarafından NIL’ in temel adımları mikrografiklerle gösterilmiştir.

a) 40 nm yükseklilteki sütunlar
b) İnce polimer film üzerine basılmış 10 nm lik delikler
c) İnce polimer film üzerinde 10 nm lik metal noktalar
Termal NIL
termoplastik veya termoset polimer, polimer cam geçiş sıcaklığının üzerinde bir sıcaklıkta polimerin içine damga basarak deforme olur. Bundan sonra, polimer cam geçiş sıcaklığı altında soğutulur ve damga kaldırılır.

Şeffaf pulları, oda sıcaklığında ya da biraz üstünde UV polimerler basılır.
Damga polimer ile dolduğunda, polimer damga ile UV ışınlarına maruz kalmaktadır.

NIL 10 nm’nin altında çözünürlükte dakikalardan saniyelerin altına düşen desenlendirme fırsatı vermektedir.

T-NIL sisteminin eşsiz avantaj ise termoplastik materyalin viskozitesinin düşük sıcaklık araklıklarında değişebilmesidir.Bu da kalıplamada ve şekillendirmede büyük avantaj sağlar.
Viskozite:
Bir maddenin akışkanlığa karşı gösterdiği dirençtir.
Mx 'molekül ağırlığı'.
Mekanik özellikler.
Sertlik.
Dayanım .
Viskozite .
ve geçiş sıcaklıkları.
Şayet Mx çok düşük ise geçiş sıcaklığı ve malzemelerin dayanıklılığı çok düşük olacaktır.
Bu da yüzey transferinde malzemelerden alınan verimin düşük olmasına sebep olacaktır.

HARDİSKLER İÇİN MANYETİK ORTAM DESENLEME
NIL HDD için manyetik ortam desenlemesi yapabilen bir süreçtir.

1957’de hdd ‘nin icatından sonra kapasitesi 178 gb/inch2 e kadar yükseldi.

Kişisel bitlerin büyüklüğü ince manyetik filmlerdeki bölgeler tarafından tanımlanır ve çok katmanlı filmler ortam kayıtlarında kullanılır.
Hdd’ler disk üzerinde okuma yazma sınırı 2-3 nm altına düştü ve depolama kapasitesi son 10 yıl içinde 3 katına çıktı. Bu depolama teknolojisinde ki hızlı artış bir çok şeyi mümkün kıldı.

HDD lerin okuma yazma sınırı sahip oldukları yüzeyle sınırlıdır.Bu sınırın aşılması nil ile mümkün olabilir.
Manyetik diskler için manyetik ortam desenleme nil tarafından gerçekleştirildi.
Baskılanan desenler elektroplating yöntemiyle manyetik nanoparçalara dönüştürülür ve lift-off tekniği ile depozitlenir.
Lift-Off
Lift-off tekniği ise ,ince katmanların eklenerek tabakalar oluşturmaktır ve bu yöntem pencere açıklığı yapmak için kullanılır.
Electroforming ve electroplating lift-off gibi materyal eklemede kullanılır.
Sio2 mastar üzerine 50x50 nm2 lik 3 katman imal edilmiştir.
100nm lik PMMA film tabaka lift-off İLE cr maskelenmiştir.
Yüzey transferi sio2 alltaş üzerine CF4 kullanılarak artık katman üzerinden transfer edilmiştir.

DNA analizi için kullanılan nanosıvı kanal araçlar nıl ile üretilmktedir.
Metal tel şerit ızgara bir çok alanda kullanılabilen optik sistemlere entegre edilebilir.
Örneğin HDTV lerde projeksiyon için sıvı kristaller silikon üzerine ışın demetiyle üretilir.
Full transcript