Литография - истоки и современность

Сканер СЗМ Solver P47

Нанолитография методом анодного оксидирования (НАО) применяется к многослойным структурам. К кантилеверу и одному из слоев прикладывается определенная разность потенциалов, которая инициирует химическую реакцию Примером НАО явлется нанолитография слоя титана на подложке из оксида кремния. В

атмосферных условиях титан естественным образом окисляется, образуя сверхтонкий слой TiO2. На поверхности кантилевера и слоя оскида титана образуется слой абсорбированной воды. При приближении зонда образуется водяной мостик под действием капиллярных сил. При приложении соответствующей разности потенциалов в воде инициируется электрохимическая реакция. Окисел образовывается на поверхности титана под зондом.

Существует два способа проведения нанолитографии – векторный и растровый. Векторный – более быстрый способ, но он не позволяет изменять силу воздействия. Растровый же – более медленный, но можно варьировать силу воздействия. На рисунке представлен сканер, который может осуществлять нанолитографические операции. Процесс считывания занимает значительное время при хорошем качестве сканирования. Процесс рисования изображения на поверхности является преимуществом данного сканера. При выполнении процесса записи головка быстро приходит в негодное состояние.

Рассмотрим примеры образцов до и после проведения электрической литографии

Теперь рассмотрим проведение силовой литографии. Силовая литография основана на непосредственном механическом воздействии остроконечного зонда на поверхность подложки . При этом давление кончика зонда на поверхность достаточно велико, чтобы вызвать пластическую деформацию (модификацию ) поверхности подложки. Управляемо и дозированно осуществленная модификация поверхности, выполненная в соответствии с заданным рисунком, применяется в наноэлектронике, нанотехнологии, материаловедении и пр. С ее помощью можно формировать электронные элементы с активными областями нанометровых размеров, осуществлять сверхплотную запись информации, исследовать механические свойства материалов. Силовая литография может также проходить двумя способами: векторным и растровым. Посмотрим результаты силовой литографии, проведенным векторным способом

Как видно два этих способа имеют кардинальные отличия в методах обработки. Последний вид литографии, который я хотел бы рассмотреть в данной статье – это силовая контактно-прерывистая литография. Этот вид литографии как бы объединяет в себе два предыдущих вида. Этот способ также называют наночеканкой. Для ее проведения необходимо, чтобы образец был мягче рабочей поверхности зонда. Наночеканкой чаще пользуются, чем наногравировкой, из-за меньшего числа искажений, но она не всегда применима из-за особенностей некоторых материалов, которые могут быть,к примеру, слишком вязкими. С другой стороны, вязкость на его поверхности должна быть такой, чтобы избежать «увязания » острия зонда кантилевера и налипание частиц материала на его рабочую поверхность. Шероховатость образца должна быть небольшой (на уровне 1-5 нм ). Далее выполняем вышеописанные шаги. Векторный способ Растровый способ

Все виды имеют специфичные свойства. Конкретный вид литографии надо выбирать, анализируя следующие аспекты: вид образца, желаемое выходное изображение. Попробовав все три способа, можно выбрать наилучший, подходящий для конкретного случая.

Современный процесс

Современная литография в больших объемах используется для производства афиш, карт, книг, газет и упаковок - примером может служить любой гладкий, серийно выпускаемый продукт с печатью на нем.

В данной форме литографии, которая зависит от фотографических процессов, гибкие алюминиевые или пластмассовые печатные формы используются вместо каменных плит. Современные печатные формы имеют чистящуюся или шероховатую структуру и покрыты фотографической эмульсией. Негатив желаемого изображения входит в контакт с эмульсией и пластина выставляется на свет. После этого эмульсия меняет негатив на копию оригинального изображения (позитив). Изображение на покрытой эмульсией пластине можно также создавать путем прямого лазерного формирования изображения. Позитив - эмульсия, которая остается после создания изображения. Много лет для удаления эмульсии использовались химикаты, но теперь существуют пластины, которые не требуют химической обработки.

Пластину прикрепляют к барабану на печатном станке. С помощью роликов наносят воду, которая покрывает чистые участки пластины, но отталкивается покрытыми эмульсией участками изображения. Чернила, наносимые с помощью других роликов, отталкиваются водой и размещаются только на покрытой эмульсией площади изображения – например, изображения и фотографии на газетной странице.

Если это изображение непосредственно передать на бумагу, то будет получен позитив, но бумага станет слишком влажной. Вместо этого формовочные цилиндры напротив барабана покрывают резиновым ковриком, который сжимает воду и собирает чернила. Бумажные рулоны располагаются поперек офсетного цилиндра, и изображение передается на бумагу. Поскольку изображение сначала переносится или печатается офсетным способом на резиновом барабане, этот метод воспроизведения известен как офсет или офсетная печать.

Много новшеств и технических усовершенствований были введены в процесс печатания и прессовки за эти годы, включая развитие прессов с множеством секций (каждая содержит одну печатную форму), которые могут напечатать многоцветные изображения за один прогон с обеих сторон листа. Также существуют прессы, известные как многорулонная печатная машина, приспособленные к печати на непрерывных рулонах бумаги. Другим новшеством стал непрерывный увлажняющий аппарат. Этот улучшило возможность контролировать водный поток на пластине и учитывать лучшие чернила и водокрасочный баланс. Современные увлажняющие аппараты включают " дельта эффект ", который замедляет ролик, входящий в контакт с пластиной, очищая изображение от примесей.

Появление верстки печатных изданий на компьютере позволило легко управлять расстановкой печатной информации и изображений для возможной печати на настольных или коммерческих прессах. Развитие цифрового устройства фотовывода позволило типографиям получать негативы для изготовления печатных форм непосредственно с цифрового входа, пропуская промежуточный шаг фотографирования фактического расположения страницы. Развитие цифровых фотонаборных машин в конце двадцатого века исключило использование пленочных негативов в целом, позволяя создавать печатные формы непосредственно с входа цифровых данных - процесс, известный как создание печатной формы на компьютере.

Вывод

Литография – метод, используемый для печатания на гладкой поверхности. Изобретенный баварским автором Алоисом Сенефелдером в 1796 году, он может использоваться для печатния текста или художественных работы на бумаге или другом подходящем материале. Этот метод может также применяться для фотолитографии и микролитографии, используемой для изготовления интегральных схем и микроэлектромеханических систем.

 Скачать реферат