UTILIZZO DELLA FOTOLITOGRAFIA NELLA REALIZZAZIONE DI NANOSTRUTTURE PER LO STUDIO DELL’INTERAZIONE CELLULA-
SUBSTRATO
Relatore: Laureando:Chiar.mo Prof. Orfeo SBAIZERO Matteo MENOLOTTO
Correlatore: Ing. Barbara CODAN
Università degli Studi di TriesteFacoltà di IngegneriaLaurea triennale in Ingegneria Elettronica - curriculum Biomedica
Maggiore risposta elettrochimica nei neuroni cresciuti su nanotubi di carbonio
… in che misura la morfologia del nanotubo influisce?
Gabriel A. Silva. “Shorting neurons with nanotubes”. Nature Nanotechnology 4, 82-83 (2009).
Motivazioni
Scopo del lavoro
Costruzione di un dispositivo per test in:
Vetro soda lime
Quarzo
Tramite:
Fotolitografia tradizionale
Litografia laser
Il dispositivo progettato dovrà simulare la morfologia dei nanotubiChimica → carbonioFisica → conducibilitàDimensioni → nano
Fasi operative
Progettazione del pattern
Caratterizzazione parametri litografici
Caratterizzazione etching
Analisi SEM e AFM
Tecniche litografiche utilizzate
FOTOLITOGRAFIA TRADIZIONALELITOGRAFIA LASER
AVANZAMENTO DELL’AZIONE DI ETCHING SUL MATERIALE. IN EVIDENZA LA PUNTA FORMATA DALLA CORROSIONE
ISOTROPA DEI TRE PUNTI EQUIDISTANTI.
Formazione delle punte
… parte della Strumentazione
La strumentazione utilizzata per la litografia laser consiste in uno spettroscopio Raman
Fase 1: progettazione del pattern
Litografia laser Fotolitografia
Preparazione campione
Procedure di pulizia:
Lavaggi in acetone caldoIsopropanoloSoluzione piraña
Preparazione substrato:
Spinning photoresistFase di bake
Fase 2: caratterizzazione parametri litografici
Risoluzione massima con:
luce verde a l = 514.5 nm NA = 0.85 del 100x
Litografia laser
Potenza sufficiente a depolimerizzare il photoresist.
Potenza per fori con diametro 3 mm
Pur usando una lunghezza d’onda non ottimale la litografia è
avvenuta con successo!
3.80 mW con filtro ND di 0.5% e obiettivo con NA di
0.85
Assorbanza resist S 1813
Fotolitografia tradizionale
Settaggio eseguito con maschera preesistente
Esposizione luminosa → 30 s
Sviluppo → 45 s
5 10 250.00
5.00
10.00
15.00
20.00
25.00
30.00
35.00
HF 1:50hf 1:10BOE
Tempo (min)
Prof
ondi
tà (m
m)
Fase 3: caratterizzazione etching
Soluzione ottimale HF 1:50 Rate 0.22 mm/min
Eseguita su soda lime tramite profilometro Talysurf CLI 1000
Accorgimento tecnico
Caratterizzazione resistenza photoresist all’azione di etching:
S1813S1818S1828
Rivestimento di cromotramite due tecniche:
MagnetronsputteringCVD
Procedura di etching
Iniziale caratterizzazione su vetrino di soda lime, MOTIVAZIONI:
Grande Abbondanza e Basso Costo
Poca precisione in fase litograficaBassa ripetibilità
… MA
(Composizione → 60-75% SiO2 )
Utilizzo del quarzo
Miglior precisione in fase di etching
Soluzione scelta → BOE (rate da letteratura)
SiO2 + 6HF → H2SiF6 + 2H2O
Fase 4: analisi SEM e AFM
Analisi AFM del campione ottenuto con litografia laser
Perfezionamento fase di etching e
dimensioni
Risultati
Etching incompleto
3 mm
3 mm
Primi test cellulari
Deposizione cellule del tipo fibroblasti 3T3
Disposizione lungo le lame tra le punte e sulle punte stesse!
Considerazioni finali e applicazioni future
Conoscenze acquisite:Caratterizzazione potenze laserCaratterizzazione etchingCaratterizzazione tempistiche litografiche
!Scenari futuri!Creazione dispositivi test biologici (coating carbonio)
Creazioni dispositivi test elettrici (coating oro)
…www.studiostarita.it
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