Project

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Nano-Frazor

Applicant Brugger Jürgen
Number 150776
Funding scheme R'EQUIP
Research institution Laboratoire de microsystèmes (LMIS) Institut de Microtechnique (IMT) Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne
Institution of higher education EPF Lausanne - EPFL
Main discipline Material Sciences
Start/End 01.01.2014 - 31.12.2014
Approved amount 174'528.00
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All Disciplines (2)

Discipline
Material Sciences
Microelectronics. Optoelectronics

Keywords (6)

scanning probe; ion mass spectroscopy; 3D capability; pattern transfer; nanolithography; local material desorption

Lay Summary (German)

Lead
Mehrere Arbeitsgruppen an der EPFL haben sich zusammengeschlossen, um die wissenschaftlichen und technischen Möglichkeiten des Nano-Frazors, eines neuen Instruments zu erforschen und fuer verschiedene Forschungsprojekte einzusetzen. Der NanoFrazor ist ein neues Lithography tool von der Schweizer Start-Up Firma „SwissLitho AG“. Das Gerät basiert auf beheizte Nano-Sonden, ähnlich den Spitzen einen Raster-Kraft-Mikroskops (AFM).
Lay summary

Der NanoFrazor ist ein neues Lithography tool von der Schweizer Start-Up Firma „SwissLitho AG“. Das Gerät basiert den nano-Lithographie Prozess auf beheizte Nano-Sonden, ähnlich den Spitzen einen Raster-Kraft-Mikroskops (AFM). Die lokal induzierte Wärme auf der Nano-Spitze desorbiert lokal ein speziell entwickeltes Material (Resist) und ermöglicht sowohl 2D als auch 3D Oberflächenstrukturen auf der sub-100nm Skala. Keine zusätzlichen Entwicklungs- und Temperaturschritte sind nötig. Die Resist-Nanostruktur kann danach in das darunterliegende Material durch Plasmaätzen übertragen werden. Neben allgemeinen Nanolithographie Prozessen ermöglicht der NanoFrazor neuartige Strukturen direkt in funktionellen Materialien. Dies macht den NanoFrazor besonders interessant für die fundamentelle sowie angewahnte Forschung in der Nanotechnologie.  

Mehrere Arbeitsgruppen an der EPFL haben sich zusammengeschlossen, um die Möglichkeiten dieses neuen Instruments zu erforschen, und fuer verschiedene Forschungsprojekte einzusetzen. Die Teams planen in der Tat völlig neuen Studien durchzuführen, die bisher unmöglich waren aufgrund des Mangels von konventioneller Nanolithographie. Diese Forschungsprojekte sind zum Beispiel die Herstellung von 3D Formen für Nanoimprint-Lithographie, die Nanostrukturierung direkt auf dielektrischen Dünnschichten (die aufgrund der Ladungen von Elektronen nur schwer mit Elektronenstrahl-Lithographie möglich sind), Erstellung von 3D- Nischen für Bakterien und Zellen für High-speed Bio-AFM-Untersuchungen, sowie lokale Entfernung von Liganden auf Nanopartikel.

Direct link to Lay Summary Last update: 17.11.2013

Responsible applicant and co-applicants

Publications

Publication
High-aspect ratio nanopatterning via combined thermal scanning probe lithography and dry etching
Lisunova Yuliya (2017), High-aspect ratio nanopatterning via combined thermal scanning probe lithography and dry etching, in Microelectronic Engineering, 20.

Collaboration

Group / person Country
Types of collaboration
prof. Gruetter McGill Montreal Canada Canada (North America)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results

Knowledge transfer events

Active participation

Title Type of contribution Date Place Persons involved
2nd Thermal Probe Workshop Talk 15.01.2015 Zurich, Switzerland Brugger Jürgen;


Communication with the public

Communication Title Media Place Year
New media (web, blogs, podcasts, news feeds etc.) NanoFrazor installed International 2014
New media (web, blogs, podcasts, news feeds etc.) NanoFrazor installed at EPFL Swisslitho Website International 2014

Associated projects

Number Title Start Funding scheme
138237 Tailoring 2d transition metal dichalcogenides for electronic applications 01.01.2012 Project funding (Div. I-III)
170759 HF Vapor Etcher for Stiction Free Release of Suspended Micro- and Nanostructures 01.12.2016 R'EQUIP
139505 Nanostencil Lithography: Perfecting the Tool towards Selected Applications 01.02.2012 Ambizione
144695 P-NEMS: PiezoElectric-Nano-electro-mechanical sensors 01.07.2013 SNSF Professorships

Abstract

The NanoFrazor equipment from SwissLitho AG is a new nanolithography tool based on heated AFM probes. The locally induced heat from a nano-tip desorbs a specifically designed resist material and allows for 2D as well as 3D surface patterns. No additional development and/or baking steps are needed, and the resist nanostructure can be transferred into the underlying material by plasma etching method. It would yet be shortsighted to consider the NanoFrazor only as general-purpose nano-lithography tool to replace electron-beam lithography tasks. Several unique assets make the NanoFrazor particularly interesting for advanced research in nanotechnology. Several research groups at EPFL have teamed up to explore the possibilities of this new instrument and to gain added value to existing research and to perform completely new studies that were impossible so far due to the lack of capabilities that now the NanoFrazor offers. These research projects include for instance the fabrication of molds for nanoimprint lithography, nanopatterning on dielectric thin films (otherwise difficult with charge electron beam lithography), creating 3D pit niches for bacteria and cell placement for bio-AFM studies, local heat induced ligand removal of nanoparticles to create rectennae, heat induced desorption and ion specific analysis of material at nm resolution, etc.
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