Optimization of electron beam lithography and lift-off process for nanofabrication of sub-50 nm gold nanostructures

1950'lerin sonunda ilk entegre devrenin gösterilmesinden bu yana, minyatürleştirme olarak adlandırılan; cihaz boyunun sürekli azalması sonucu, mikro elektronik endüstrisi, transistor yoğunluğunun her iki yılda iki katına çıkmasına tanık olmaktadır. Minyatürleştirmenin temel konsepti yalnızca düşük üretim maliyeti, düşük güç tüketimi, daha yüksek hız ve hesaplama gücü ile ultra büyük ölçekli entegre (ULSI) devrelerin gerçekleştirilmesi için kullanılmadı; aynı zamanda, daha yüksek yüzey/hacim oranları gibi mikro/nano ölçeklerde ortaya çıkan benzersiz fiziksel etkileri de kullanarak yeni dönüştürücü elemanları ve enerji depolama cihazları geliştirmektir. Mikro/nano cihaz üretiminde en önemli teknolojilerden biri; en önemlisi olmasa da litografidir. Geleneksel optik litografi yöntemlerinden (örneğin; Ultraviyole-UV, derin ultraviyole (DUV), yoğun ultraviyole (EUV)) geleneksel olmayan yöntemlere (örneğin. Elektron demeti litografi, x-ışını litografi, iyon-ışın litografi, stereolitografi, tarama probu litografi, nanobaskı litografi, kendi kendine birleşme) kadar geniş çeşitli litoğrafik teknikleri, onlarca mikron ve nanometre altındaki çözünürlüğü oluşturmak için kullanılabilir. Bunlar arasında, elektron demeti litografisi (EBL), nanometre ölçeği yazdırma yeteneği sunan güçlü direk yazma aracı olarak öne çıkmakta ve özellikle düşük hacimli Ar-Ge prototipleşmesinde yararlıdır. Ama, EBL yöntemi ile yazdırma süreç parametrelerinin, özellikle metalik katmanlar durumu için aşındırma veya yüzeyden kaldırma desen transfer teknolojisi ile birlikte düşünülmesi gereklidir. Bu yüzden, bu tez, daha düşük maliyetli bir PMMA/PMMA pozitif tonlu iki tabakalı resist'in kullanarak, 50 nm boyut altındaki metalik nanoyapıların EBL yazdırmaya dayalı yüzeyden kaldırma sürecindeki optimizasyonundaki boşluğu ele almak için sistematik bir çalışma sunmaktadır. Pozlama dozu, pişirme sıcaklığı, yıkama süresi, yıkama çözeltisi, alttaş etkisi, yakınlık etkisi (PE) dahil olmak üzere, EBL parametreleri deneysel olarak incelenecek ve nano yazdırma üzerindeki etkileri, alan emisyonu taramalı elektron mikroskopisi (FE-SEM) ile karakterize edilecektir.