• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2003.11a
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• pp.69-69
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• 2003

최근 trench capacitor, isolation trench, micro-electromechanical system(MEMS), micro-opto-electromechanical system(MOEMS)등의 다양한 기술에 적용될 고종횡비(HAR) 실리콘 식각기술연구가 진행되어 지고 있다. 이는 기존의 습식식각시 발생하는 결정방향에 따른 식각률의 차이에 관한 문제와 standard reactive ion etching(RIE) 에서의 낮은 종횡비와 식각률에 기인한 문제점들을 개선하기 위해 고밀도 플라즈마를 이용한 건식식각 장비를 사용하여 고종횡비(depth/width), 높은 식각률을 가지는 이방성 트랜치 구조를 얻는 것이다. 초기에는 주로 HBr chemistry를 이용한 연구가 진행되었는데 이는 식각률이 낮고 많은양의 식각부산물이 챔버와 시편에 재증착되는 문제가 발생하였다. 또한 SF6 chemistry의 사용을 통해 식각률의 향상은 가져왔지만 화학적 식각에 기인한 local bowing과 같은 이방성 식각의 문제점들로 인해 최근까지 CHF3, C2F6, C4F8, CF4등의 첨가가스를 이용하여 측벽에 Polymer layer의 식각보호막을 형성시켜 이방성 구조를 얻는 multi_step 공정이 일반화 되었다. 이에 본 연구에서는 SF6 chemistry와 소량의 02/HBr의 첨가가스를 이용한 single_step 공정을 통해 공정의 간소화 및 식각 프로파일을 개선하여 최적의 HAR 실리콘 식각공정 조건을 확보하고자 하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.40 no.8
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• pp.731-736
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• 2016

Three-dimensional (3D) high-aspect-ratio (HAR) microstructures for biomedical applications (e.g., microneedle, microadhesive, etc.) are microfabricated using the hybrid ultraviolet (UV) lithography in which inclined, rotational, and reverse-side UV exposure processes are combined together. The inclined and rotational UV exposure processes are intended to fabricate tapered axisymmetric HAR microstructures; the reverse-side UV exposure process is designed to sharpen the end tip of the microstructures by suppressing the UV reflection on a bottom substrate which is inevitable in conventional UV lithography. Hybrid UV lithography involves fabricating 3D HAR microstructures with an epoxy-based negative photoresist, SU-8, using our customized UV exposure system. The effects of hybrid UV lithography parameters on the geometry of the 3D HAR microstructures (aspect ratio, radius of curvature of the end tip, etc.) are measured. The dependence of the end-tip shape on SU-8 soft-baking condition is also discussed.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2012.11a
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• pp.141-141
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• 2012

고종횡비 10:1 비아를 Si wafer 상에 형성하기 위해 $7{\mu}m$ 직경의 마스크로 포토작업하여 Cr층을 100nm 스퍼터링하여 PR(photo resistor) 대신의 에칭 barrier 막으로 사용하였다. 얼라인, 노광, 현상을 거쳐 Cr에칭, PR 제거후 ICP(inductively coupled plasma) 공정으로 Si deep etching하여 via 직경 $10.16{\mu}m$, 깊이 $102.5{\mu}m$의 고종횡비 비아를 형성하였다. 구리필링도금을 위해서 필수적인 seed layer는 단층 또는 다층의 금속막을 스퍼터링 법으로 형성하였다. 형성된 seed layer 단면을 FE-SEM(Field emission scanning electron microscope)으로 관찰하여 내부에 seed 층의 형성 유무를 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2013.05a
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• pp.68-69
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• 2013

금속 씨드 층(seed layer)을 직경 $10{\mu}m$, 깊이 $100{\mu}m$, 고종횡비 10:1 비아에 스퍼터링하였다. 금속 씨드 층의 두께는 스퍼터링 시간, 압력, 및 타겟파워를 변화하여 조절하였다. 금속 씨드층 스퍼터링 후 전기도금에 의해 구리 충전을 시도하였다. 비아의 고종횡비가 증가하면 비아 폭이 좁아져 비아의 하부층과 하단 측면 두께는 비아 상부 측면 두께만큼 충분하지 않아 문제가 될 수 있다. 스퍼터링 조건을 최적화 함으로써 씨드층의 특성을 높이고, 비아 홀 지름의 감소 속도를 줄일 수 있었다. 종래의 스퍼터링 방식을 이용하여 비아 입구의 opening percentage를 약 64%로 하고, 하부 씨드층 두께가 46.7 nm 인 금속 씨드층을 형성할 수 있었다. 이 씨드층 상에 전기도금으로 Cu filling을 성공적으로 할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2015.11a
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• pp.343-343
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• 2015

고종횡비의 실리콘 관통전극(TSV)은 반도체 3차원 적층을 실현하기 위한 핵심적인 기술이다. TSV의 충전은 주로 전해도금을 이용하는데 무결함 충전을 위해서 도금액에 몇 가지 첨가제(억제제, 가속제, 평탄제)가 포함된다. 본 연구에서는 첨가제 유무 따른 비아 충전 양상 및 무결함 충전에 대한 연구를 진행하였다. 비아 충전 공정을 위해서 직경 10 um, 깊이 50 um의 TSV가 패터닝된 웨이퍼를 준비하였으며 도금 후 단면을 관찰하여 도금의 양상을 비교하였다. 도금액에 첨가제가 포함되지 않는 조건, 억제제와 가속제만 포함된 조건, 세 가지 첨가제가 모두 포함된 조건으로 비아 충전을 실행하였으며 최종적으로 무결함 충전이 되는 첨가제 조건을 찾을 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2001.07a
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• pp.168-169
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• 2001

• Journal of the KSME
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• v.42 no.6
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• pp.59-63
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• 2002

이 글에서는 고종횡비(high aspect ratio)를 갖는 수십 미크론 내외 구조물의 사출 성형을 시도하였으며, 이를 통해 아직까지는 생소한 분야인 극소형 구조물의 사출 성형 시 고려해야 할 점을 정리하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2008.11a
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• pp.731-732
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• 2008

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.30 no.7 s.250
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• pp.773-778
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• 2006

High-aspect-ratio nano-hair or nano-pillar arrays have great potential in a variety of applications. In this study, we present a simple and cost-effective replication method of high-aspect-ratio polymer nano-hair arrays. Highly ordered nano-porous AAO (anodic aluminum oxide) template was utilized as a reusable nano-mold insert. The AAO nano-mold insert fabricated by the two-step anodization process in this study had close- packed straight nano-pores, which enabled us to replicate densely arranged nano-hairs. The diameter, depth and pore spacing of the nano-pores in the fabricated AAO nano-mold insert were about 200nm, $1{\mu}m$ and 450nm, respectively. For the replication of polymer nano-hair arrays, a UV nano embossing process was applied as a mass production method. The UV nano embossing machine was developed by our group for the purpose of replicating nano-structures by means of non-transparent nano-mold inserts. Densely arranged high-aspect-ratio nano-hair arrays have been successfully manufactured by means of the UV nano embossing process with the AAO nano-mold insert under the optimum processing condition.

• Journal of the Korean Society of Visualization
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• v.5 no.1
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• pp.3-8
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• 2007

We present simple methods for fabricating high aspect-ratio polymer nanostructures on a solid substrate by rigiflex lithography with tailored capillarity and adhesive force. In the first method, a thin, thermoplastic polymer film was prepared by spin coating on a substrate and the temperature was raised above the polymer's glass transition temperature ($T_g$) while in conformal contact with a poly(urethane acrylate) (PUA) mold having nano-cavities. Consequently, capillarity forces the polymer film to rise into the void space of the mold, resulting in nanostructures with an aspect ratio of ${\sim}4$. In the second method, very high aspect-ratio (>20) nanohairs were fabricated by elongating the pre-formed nanostructures upon removal of the mold with the aid of tailored capillarity and adhesive force at the mold/polymer interface. Finally, these two methods were further used to fabricate micro/nano hierarchical structures by sequential application of the molding process for mimicking nature's functional surfaces such as a lotus leaf and gecko foot hairs.