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