Μελέτη και ανάπτυξη συστήματος οπτικής λιθογραφίας μέσω συστυχίας led υψηλής ισχύος

Κονδύλης, Ελευθέριος; Kondylis, Eleftherios

dc.contributor.author	Κονδύλης, Ελευθέριος	el
dc.contributor.author	Kondylis, Eleftherios	en
dc.date.accessioned	2025-01-15T10:37:26Z
dc.date.available	2025-01-15T10:37:26Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/60738
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.28434
dc.rights	Default License
dc.subject	Λιθογραφία	el
dc.subject	Επιμετάλλωση	el
dc.subject	Αισθητήρας	el
dc.subject	Υπεριωδης ακτινοβολία	el
dc.subject	Lithography	en
dc.subject	Led	en
dc.subject	UV	en
dc.subject	Sensor	en
dc.subject	Coating	en
dc.title	Μελέτη και ανάπτυξη συστήματος οπτικής λιθογραφίας μέσω συστυχίας led υψηλής ισχύος	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Λιθογραφία	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2024-07
heal.abstract	Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι ο σχεδιασμός και η ανάπτυξη ενός συστήματος ακτινοβόλησης οπτικής λιθογραφίας. Το συγκεκριμένο σύστημα αναπτύχθηκε για να αξιοποιηθεί στο εργαστήριο προηγμένων υλικών και νάνο-διατάξεων της σχολής Ε.ΜΦ.Ε. Πιο συγκεκριμένα το παρόν σύστημα είναι πολύ σημαντικό για την διεξαγωγή διαδικασιών οπτικής λιθογραφίας στον καθαρό χώρο του κτηρίου φυσικής. Η παρούσα εργασία εστιάζει στην ανάπτυξη μίας συστοιχίας LED υψηλής ισχύος που εκπέμπει στο υπεριώδες φάσμα και αποτελεί πολύ σημαντικό βήμα για την ακτινοβόληση των δειγμάτων κατά την διεξαγωγή της διαδικασίας οπτικής λιθογραφίας και κατά προέκταση για τις διαδικασίες και τεχνικές εναπόθεσης υλικών, που απαιτούνται για την ανάπτυξη μικροηλεκτρονικών διατάξεων και αισθητήρων. Τα συγκεκριμένα LED εκπέμπουν στα 388.5 nm και επομένως αποτελούν ιδανική επιλογή για την ανάπτυξη μοτίβων ρητίνης (φωτοευαίσθητης ουσίας) με ελάχιστη διακριτική ικανότητα κοντά στο 1μm. Η δημιουργία ενός συστήματος ακτινοβόλησης μέσω συστοιχίας LED, παρουσιάζει πολλά προβλήματα σχεδίασης, όσον αφορά την τελική κατανομή της έντασης ακτινοβολίας η οποία είναι επιθυμητό να είναι απολύτως ομοιόμορφη σε όλη την επιφάνεια των δειγμάτων. Για τον λόγο αυτό πριν την κατασκευή της πλακέτας των LED υψηλής ισχύος υλοποιήθηκε μία προσομοίωση για την εκτίμηση της κατανομής της ακτινοβολίας και την τελική επιλογή των επιθυμητών χαρακτηριστικών των LED. Είναι σημαντικό να αναφερθεί ότι χρησιμοποιήθηκαν ηλεκτρονικά στοιχεία (LED και μετασχηματιστές) του εμπορίου για να κατασκευαστεί το τελικό σύστημα. Στο πρώτο κεφάλαιο της διπλωματικής περιγράφονται η σημασία της διαδικασίας της οπτικής λιθογραφίας, τα είδη της καθώς και ο διαχωρισμός της σε θετική και αρνητική σε συνδυασμό με τις τεχνικές που ακολουθούν την εγχάραξη και το lift-off. Στην συνέχεια περιγράφεται η μαθηματική μοντελοποίηση και υλοποίηση μίας πειραματικής προσομοίωσης για τον υπολογισμός των χαρακτηριστικών των LED, όπως είναι το πλήθος που χρησιμοποιήθηκε, η ένταση τους και η γωνία ακτινοβόλησης καθώς και η απόσταση που θα τοποθετηθεί το τελικό σύστημα από τα δείγματα. Στο τρίτο κεφάλαιο αναλύονται οι πειραματικές μετρήσεις και ο προσδιορισμός των χρόνων έκθεσης και για τις δύο περιπτώσεις λιθογραφίας, θετική και αρνητική. Επίσης αναζητήθηκε το ελάχιστο χαρακτηριστικό που μπορούσε να υλοποιηθεί με το συγκεκριμένο σύστημα, το οποίο ήταν 2μm. Τέλος υλοποιήθηκε ένας αισθητήρας τύπου αντίστασης και μετρήθηκε ηλεκτρικά για την ανάδειξη της ορθής λειτουργίας του συστήματος ακτινοβόλησης.	el
heal.abstract	The purpose of this diploma thesis is the design and development of an optical lithography irradiation system. This system was developed for use in the laboratory of advanced materials and nano-devices at the department of applied physics and mathematics of NTUA. Specifically, this system is very important for conducting optical lithography processes in the clean room of the physics building. This thesis focuses on the development of a high-power LED array that emits light in the ultraviolet spectrum, which is a crucial step for irradiating samples during the optical lithography process, and subsequently for material deposition processes and techniques required for the development of microelectronic devices and sensors. These LEDs emit at 388.5 nm, making them an ideal choice for developing resin patterns (photosensitive substance) with a minimum resolution close to 1μm. Creating an irradiation system using an LED array presents several design challenges concerning the final distribution of radiation intensity, which is desirable to be perfectly uniform across the entire surface of the samples. Therefore, before constructing the high-power LED board, a simulation was implemented to estimate the radiation distribution and finally select the desired characteristics of the LEDs. It is important to mention that commercial electronic components (LEDs and transformers) were used to construct the final system. The first chapter of the thesis describes the significance of the optical lithography process, its different types, and its separation into positive and negative along with the techniques that follow, etching and lift-off. In addition, the mathematical modeling and implementation of an experimental simulation are described for calculating the characteristics of the LEDs, such as the number used, their intensity, the angle of irradiation, and the distance the final system will be placed from the samples. The third chapter analyzes the experimental measurements and determination of exposure times for both positive and negative lithography processes. Additionally, we sought the minimum feature that could be implemented with this system, which was 2μm. Finally, a resistance change sensor was implemented and electrically measured to demonstrate the proper functioning of the irradiation system.	en
heal.advisorName	Τσουκαλάς, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Τσουκαλάς, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Χριστοφόρου, Ευάγγελος	el
heal.committeeMemberName	Χουρδάκης, Εμμανουήλ	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	62 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false
heal.fullTextAvailability	false