search query: @instructor Grigoras, Kestutis / total: 3
results-list
reference: 3 / 3
« previous | next »
Author:Lääniläinen, Eeva Kaisa
Title:Soft Lithography for Surface Micropatterning
Pehmeä litografia pinnan mikrokuvioinnissa
Publication type:Master's thesis
Publication year:2006
Pages:ix + 85      Language:   eng
Department/School:Sähkö- ja tietoliikennetekniikan osasto
Main subject:Elektronifysiikka   (S-69)
Supervisor:Kuivalainen, Pekka
Instructor:Franssila, Sami ; Grigoras, Kestutis
Electronic version URL: http://urn.fi/urn:nbn:fi:tkk-007401
OEVS:
Electronic archive copy is available via Aalto Thesis Database.
Instructions
close

Reading digital theses in the closed network of the Aalto University Harald Herlin Learning Centre

In the closed network of Learning Centre you can read digital and digitized theses not available in the open network.

The Learning Centre contact details and opening hours: https://learningcentre.aalto.fi/en/harald-herlin-learning-centre/

You can read theses on the Learning Centre customer computers, which are available on all floors.

Logging on to the customer computers

  • Aalto University staff members log on to the customer computer using the Aalto username and password.
  • Other customers log on using a shared username and password.

Opening a thesis

  • On the desktop of the customer computers, you will find an icon titled:

    Aalto Thesis Database

  • Click on the icon to search for and open the thesis you are looking for from Aaltodoc database. You can find the thesis file by clicking the link on the OEV or OEVS field.

Reading the thesis

  • You can either print the thesis or read it on the customer computer screen.
  • You cannot save the thesis file on a flash drive or email it.
  • You cannot copy text or images from the file.
  • You cannot edit the file.

Printing the thesis

  • You can print the thesis for your personal study or research use.
  • Aalto University students and staff members may print black-and-white prints on the PrintingPoint devices when using the computer with personal Aalto username and password. Color printing is possible using the printer u90203-psc3, which is located near the customer service. Color printing is subject to a charge to Aalto University students and staff members.
  • Other customers can use the printer u90203-psc3. All printing is subject to a charge to non-University members.
Location:P1 Ark S80     | Archive
Keywords:soft lithography
microfabrication
PDMS
surface patterning
self assembled monolayers
microcontact printing
transfer printing
pehmeä litografia
mikrovalmistus
pinnan kuviointi
itsejärjestyvä molekyylikerros
Abstract (eng):In the first part of this work, a literature review of soft lithographic techniques is presented.
Soft lithography includes a number of techniques for the fabrication of two- and three dimensional micro and nanostructures based on molding, embossing and printing.

In the experimental part of this work, two soft lithographic methods of surface micropatterning are used in order to produce an array of gold dots onto a substrate.
The methods used are microcontact printing and transfer printing.

Different master designs and their fabrication is presented, followed by stamp fabrication.
The masters are fabricated using conventional microfabrication techniques and photolithography.
Master designs tested are inverted pyramid shape fabricated by anisotropic etching of silicon, a high aspect ratio master and a low aspect ratio photoresist master.
The elastomeric stamps are negative replicas of the masters and they are fabricated of poly(dimethylsiloxane) (PDMS).
The stamps have a regular array of protruding features, in order to make a contact to the substrate during printing.

Stamp designs chosen for microcontact printing are the pyramid stamp and the low aspect ratio stamp.
In microcontact printing experiments eicosanethiol solution is used as the ink with which the stamp is wetted and the pattern of the stamp printed onto a gold-coated substrate.
Both wet and contact inking methods are tested.
Eicosanethiol forms a self assembling monolayer (SAM) onto the gold surface.
The printed pattern is used as an etch mask in the subsequent wet of etching gold, which is performed in a solution of thiourea and ferric(III)nitrate.
After the etching, an array of gold dots remains on the substrate.

Stamp design chosen for transfer printing is the low aspect ratio stamp.
In the version of transfer printing used in this work, eicosanethiol forms a layer on the silicon dioxide film, without the formation of a SAM.
A gold-coated PDMS stamp is used to transfer a gold pattern onto the pre-treated silicon substrate.

The results of microcontact printing show that the features are smaller at the edges of the printed area, possibly due to uneven pressure during printing or unevenness of the stamp itself.
The mask used in the fabrication of the low aspect ratio stamps was not of high enough quality to produce homogenous stamps, thus leading to a periodical size variation in the prints made with the low aspect ratio stamps.
Therefore, pyramid stamp is better suited for microcontact printing of gold dots.
Diffusion of the thiols causes pattern distortion in microcontact printing; contact inking diminishes diffusion and produces smaller patterns than wet inking.

In transfer printing the pattern is overall regular and smooth and the periodical size variation is not visible.
The low aspect ratio stamp is well suited for transfer printing.

Both methods are suited for the gold dot array fabrication.
The diameter of the dots created with these methods is in the range of 1 – 2 µm.
Abstract (fin):Tämän työn ensimmäisessä osassa on tehty kirjallisuusselvitys pehmeän litografian menetelmistä.
Pehmeää litografiaa voidaan tehdä useilla eri tekniikoilla, joilla voidaan valmistaa kaksi- tai kolmiulotteisia mikro- ja nanorakenteita.
Menetelmät perustuvat muovaukseen, kohokuviointiin ja painamiseen.

Työn kokeellisessa osassa on valmistettu kahdella eri pehmeän litografian menetelmällä substraatin pinnalle kultapistematriisi.
Menetelmät ovat microcontact printing ja transfer printing.

Erilaisten masterien rakenteet, sekä masterien ja stämppien valmistus on esitelty.
Masterit on valmistettu perinteisillä mikrovalmistustekniikoilla ja valolitografialla.
Työssä käytetyt master-rakenteet ovat ylösalainen pyramidirakenne, korkean aspektisuhteen rakenne, sekä matalan aspektisuhteen valoresistirakenne.
Elastomeeristen stämppien materiaali on poly(dimetyylisiloksaani) (PDMS).
Stämpeissä on säännöllinen matriisi kohollaan olevia rakenteita, joiden on tarkoitus muodostaa kontakti substraatin kanssa.

Microcontact printing -kokeisiin on valittu pyramidi- ja matalan aspektisuhteen stämpit.
Eikosaanitioliliuosta on käytetty musteena jolla stämppi on kostutettu ja stämpin kuviointi on painettu kultapäällystettyyn substraattiin.
Musteen levitykseen on käytetty märkä- ja kontaktimenetelmää.
Eikosaanitioli muodostaa itsejärjestyvän molekyylikerroksen kullan pinnalle.
Painettu kuviointi toimii etsausmaskina seuraavassa kullan märkäetsauksessa.
Etsaus on suoritettu tiourea ja rauta(III)nitraatti -liuoksessa.
Etsaamisen jälkeen substraatin pinnalla on kultapistematriisi.

Transfer printing -kokeisiin on valittu matalan aspektisuhteen stämppi.
Tässä työssä käytetyssä versiossa eikosaanitioli muodostaa kerroksen piidioksidikerroksen päälle muodostamatta itsejärjestyvää molekyylikerrosta.
Kullattua stämppiä käytetään siirtämään kultakuvio esikäsitellyn substraatin pinnalle.

Microcontact printing -kokeiden tulokset osoittavat kuvioiden olevan pienempiä kuvioidun alueen reunoilla, johtuen mahdollisesti epätasaisesta paineesta painamisen aikana tai stämpin epätasaisuudesta.
Matalan aspektisuhteen stämppien valmistuksessa käytetty maski ei ollut riittävän hyvälaatuinen tuottaakseen homogeenisiä stämppejä, vaan aiheutti jaksollisen vaihtelun kuvioiden kokoon.
Sen vuoksi pyramidistämppi sopii paremmin pienten pisteiden kuviointiin microcontact printing -menetelmällä.
Tiolien diffuusio aiheuttaa kuvion vääristymistä microcontact printing -menetelmässä.
Kontaktimenetelmällä voidaan tuottaa pienempiä kuvioita kuin märkämenetelmä.

Transfer printing -menetelmällä valmistettu kuviointi on kauttaaltaan säännöllinen ja siisti, eikä jaksollista kuvioiden koon vaihtelua ole havaittavissa.
Matalan aspektisuhteen stämppi soveltuu transfer printing -menetelmään.

Kumpikin menetelmä soveltuu kultapistematriisin valmistamiseen.
Näillä menetelmillä valmistettujen pisteiden halkaisija on 1 – 2 µm.
ED:2006-09-19
INSSI record number: 32770
+ add basket
« previous | next »
INSSI