• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제23권2호
• /
• pp.91-96
• /
• 2016

본에서는 저반사 나노구조 필름의 열 나노임프린트 공정 최적화를 위해 나노구조의 성형성과 광학적 특성에 대한 이형 온도의 영향을 평가하였다. 이형 온도에 따른 광학적 특성을 평가한 결과 $70^{\circ}C$까지는 이형 온도가 증가함에 따라 투과율과 반사율 특성이 향상되는 거동을 보였으나 그 이후에는 오히려 투과율이 감소하고 반사율이 증가하는 경향을 보였다. 이와 같은 이형온도에 따른 거동은 성형성에도 유사하게 관찰되었으며 자유체적 형성과 고분자 유동에 의한 것으로 보인다. 따라서, 이형 온도에 따라 고분자의 유동과 자유체적의 형성에 의한 패턴의 성형성이 결정되며, 이로 인해 광학적 특성에 영향을 줄 수 있음을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제15권4호
• /
• pp.1838-1843
• /
• 2014

나노 임프린트 리소그래피는 수십 나노미터에서 수십 마이크론에 이르는 패턴을 간단하고 저비용으로 대면적 기판에 제작할 수 있어 차세대 패터닝 기술로 주목 받고 있다. 특히, 발광소자, 태양전지, 디스플레이 등의 분야에서는 저반사 나노패턴, 광결정 패턴 등 기능성 패턴을 제작하고 이를 적용하는 연구가 활발히 진행 중에 있다. NIL공정을 통해 성공적으로 패턴을 전사시키기 위해서는 적절한 공정조건의 선택이 필요하다. 이에 본 연구에서는 열 나노임프린트를 이용하여 모스아이 패턴을 전사할 때, 충전과정 및 잔류층 형성을 수치 해석하여 폴리머 레지스트의 점탄성 거동을 살펴 보았고, 레지스트 초기 코팅 두께의 변화 및 가압력의 변화가 충전과정 및 잔류층에 미치는 영향을 조사하였다. 해석결과 본 논문에서 고려된 PMMA의 경우, 4MPa 이상의 압력에서 100초 내로 충전공정이 완료되는 것으로 나타났다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
• /
• pp.338-338
• /
• 2012

사파이어 ($Al_2O_3$)는 높은 밴드갭 에너지 (~19.5 eV)를 가진 물질로서 우수한 내마모성, 강도, 전기 절연성 및 안정한 화학적 특성을 갖고 발광다이오드 기판, 보석재료 등 각종 산업 및 기술적 분야에서 널리 사용되고 있다. 특히, 플립칩 발광다이오드 구조의 경우 광추출효율을 향상시키기 위해 높은 투과도를 갖는 사파이어 기판이 요구되어 왔으며, 지금까지 건식/습식식각방법을 이용한 사파이어 표면에 마이크로 크기의 심한 거칠기 또는 요철이 형성된 나노크기의 격자구조를 형성시키는 연구가 진행되어 오고 있다. 그 중, 나노 크기의 격자구조는 공기에서 반도체 기판까지 선형적인 유효굴절률 분포를 갖기 때문에 표면에서 생기는 Fresnel 반사 손실을 줄일 수 있다. 이러한 구조를 형성하기 위해서는 식각 마스크가 필요한데, 형성 방법으로 레이저 간섭 리소그래피, 전자빔 리소그래피, 나노임프린트 리소그래피 등이 있으나, 비싼 가격과 복잡한 공정 절차 등의 단점을 지니고 있다. 따라서 본 연구에서는 식각 마스크 패턴을 위해, 보다 저렴하고 간단한 실리카 나노구 및 열적응집 금 나노 입자를 이용하였다. 양면 폴리싱 c-plane 사파이어 기판을 사용하였고, 단일 층의 주기적인 실리카 나노구를 기판 표면에 스핀코팅에 의해 도포한 후 유도결합플라즈마 식각 장비를 이용하여 식각하여 주기적인 패턴을 갖는 렌즈모양의 격자구조를 형성하였다. 그리고 주기적으로 형성된 격자 위에 열 증착기를 이용하여 금 박막을 증착한 후 급속열적어닐닝(rapid thermal annealing)을 이용하여 열처리함으로써 비주기적인 금 나노입자를 형성시켰다. 형성된 금 나노패턴을 이용하여 동일한 조건으로 식각함으로써 광대역 및 전방향성 높은 투과도를 갖는 원뿔 모양의 사파이어 나노구조를 제작하였다. 제작된 샘플의 패턴 및 식각 형상은 전자현미경을 사용하여 관찰하였으며, UV-vis-NIR 분광광도계 (spectrophotometer)를 사용하여 투과율을 측정하였다. 렌즈 모양 표면 위에 원뿔모양의 나노구조를 갖는 사파이어 기판은 일반적인 사파이어 기판보다 향상된 투과율 특성을 보였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
• /
• 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.672-675
• /
• 2005

To imprint 70-nm wide line-patterns, we used a newly developed ultraviolet nanoimprint lithography (UV-NIL) process in which an elementwise patterned stamp (EPS), a large-area stamp, and pressurized air are used to imprint a wafer in a single step. For a single-step UV-NIL of a 4' wafer, we fabricated two identical $5'\times5'\times0.09'(W{\times}L{\times}H)$ quartz EPSs, except that one is with nanopatterns and the other without nanopatterns. Both of them consist of 16 small-area stamps, called elements, each of which is $10\;mm\;\times\;10\;mm$. UV-curable low-viscosity resin droplets were dispensed directly on each element of the EPSs. The volume and viscosity of each droplet are 3.7 nl and 7 cps. Droplets were dispensed in such a way that no air entrapment between elements and wafer occurs. When the droplets were fully pressed between ESP and wafer, some incompletely filled elements were observed because of the topology mismatch between EPS and wafer. To complete those incomplete fillings, pressurized air of 2 bar was applied to the bottom of the wafer for 2 min. Experimental results have shown that nanopatterns of the EPS were successfully transferred to the resin layer on the wafer.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제34권12호
• /
• pp.1849-1856
• /
• 2010

유리/레진/유리의 샌드위치 구조는 자동차, 바이오, 디스플레이 산업 등에서 이미 상용화되고 있는 구조이다. 이러한 유리/레진/유리의 샌드위치 구조는 최근 반도체, MEMS분야 등에서 대량생산기술로 관심을 일으키고 있는 임프린트 리소그래피 공정에서도 다루어지고 있다. 나노 임프린트 공정 기술은 몰드의 마이크로, 나노패턴을 기판에 반복적으로 전사함으로써 반도체 제조공정에서 5나노미터(nm) 이하의 선폭까지 구현할 수 있는 기술이다. 이 과정에서 사용되는 레진은 패터닝된 몰드에 의해 변형되고 UV(Ultraviolet rays)에 의해 경화되어 패턴의 전사과정을 거친다. 이 때 몰드와 기판의 이형거동은 나노 단위의 정밀한 정렬과 공정의 생산성과 직결된다. 따라서 본 연구에 서는 4점 굽힘 실험을 통해 유리/레진/유리 구조의 굽힘 강도를 측정하였고, 특히 이 과정에서 계면해방률을 도출함으로써 나노 임프린트 공정 시 몰드와 레진 층의 이형거동을 기계적 측면에서 고찰하였다.

• Tribology and Lubricants
• /
• 제22권4호
• /
• pp.182-189
• /
• 2006

In this paper, the adhesion characteristics between a fused silica without or with an anti-sticking layer and a thermoplastic polymer film used in thermal NIL were investigated experimentally in order to identify the release performance of the anti-sticking layer. The anti-sticking layers were derived from fluoroalkylsilanes, (1H, 1 H, 2H, 2H-perfluorooctyl)trichlorosilane ($F_{13}-OTS$) and (3, 3, 3-trifluoropropyl)trichlorosilane (FPTS), and coated on the silica surface in vapor phase. The commercial polymers, mr-I 7020 and 8020 (micro resist technology, GmbH), for thermal NIL were spin-coated on Si substrate with a rectangular island which was fabricated by conventional microfabrication process to achieve small contact area and easy alignment of flat contact sur- faces. Experimental conditions were similar to the process conditions of thermal NIL. When the polymer film on the island was separated from the silica surface after imprint process, the adhesion force between the silica surface and the polymer film was measured and the surfaces of the silica and the polymer film after the separation were observed. As a result, the anti-sticking layers remarkably reduced the adhesion force and the surface damage of polymer film and the chain length of silane affects the adhesion characteristics. The anti-sticking layers derived from FPTS and $F_{13}-OTS$ reduced the adhesion force per unit area to 38% and 16% of the silica sur-faces without an anti-sticking layer, respectively. The anti-sticking layer derived from $F_{13}-OTS$ was more effective to reduce the adhesion, while both of the anti-sticking layers prevented the surface damages of the polymer film. Finally, it is also found that the adhesion characteristics of mr-I 7020 and mr-I 8020 polymer films were similar with each other.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제23권4호
• /
• pp.107-112
• /
• 2016

본 논문에서는 나노임프린트 리소그래피 기술을 이용하여 다양한 발수 표면을 제작하였으며, 발수기능의 안정성을 향상시키기 위해 액적의 충돌 거동에 대하여 평탄한 단위면적에 대한 구조물의 면적비인 표면 변수의 영향에 대한 연구를 수행하였다. 액적의 충돌 거동을 연구하기 위해 액적 충돌 시험을 통하여 충돌한 액적이 되튐에서 분산으로 천이 되는 임계높이를 측정하였다. 높은 표면 변수에서는 낮은 임계높이가 관찰되었으나, 낮은 표면변수에서는 임계높이가 증가하는 경향을 관찰하였다. 그러나, 표면변수가 더욱 감소할 경우 임계높이가 다시 감소하는 경향을 보였다. 관찰된 결과는 높은 임계높이를 위해서는 최적의 표면 형상 설계가 요구됨을 제시하고 있다.

• 한국광학회지
• /
• 제17권1호
• /
• pp.99-103
• /
• 2006

본 논문에서는 UV 나노임프린트 기술을 이용하여 파장가변 필터를 제안하고 구현하였다. 제안된 소자는 폴리머 도파로 기반의 브래그 격자와 열 광학효과를 위한 히팅용 전극으로 구성되어 있다. 도파로 패턴과 브래그 격자 패턴이 결합된 임프린트용 스탬프를 이용하여 브래그 격자를 구현하였다. 전극에 전력을 인가하여 폴리머의 열 광학효과를 통하여 필터의 중심파장을 효과적으로 이동시킬 수 있었다. 제작된 소자는 브래그 파장대역인 1560 nm 에서 대역저지 소멸비가 15 dB이며, 대역폭이 0.8 nm였다. 또한 소비전력이 7 mW일 때 중심파장은 1560 nm에서 1558 nm로 이동되었다. 이 때 열 광학효과 파장가변 특성이 약 0.28 nm/mW 였다.

• 한국광학회지
• /
• 제28권2호
• /
• pp.53-58
• /
• 2017

본 논문은 집적화된 소형의 분광모듈 구현을 위한 나노회절격자의 설계 및 제작에 관한 연구이다. 제안된 평면 구조의 나노회절격자는 회절격자로부터 반사된 빛을 집광하기 위하여 비등간격의 구조로 설계되었으며, 400 nm에서 650 nm까지의 파장 대역폭에서 균등한 분해능을 가지도록 비대칭 V 홈 구조를 가지도록 설계되었다. 최적 설계된 나노회절격자를 저가, 대량 생산에 적합한 UV-NIL 공정을 통해 제작하기 위하여 FT-IR 흡수스펙트럼을 분석하였으며, 이를 통해 5 nm 이내의 치수 정밀도를 가진 고분자 나노회절격자를 제작 할 수 있었다. 제작된 고분자 기반 나노회절격자를 이용한 집적형 분광모듈은 250 nm의 파장 대역폭에서 각 첨두파장의 기준으로 5 nm의 균등한 파장 분해능을 확인하였으며, 이는 다양한 분광모듈의 적용분야에 적용될 것으로 기대된다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국재료학회 2010년도 춘계학술발표대회
• /
• pp.31.2-31.2
• /
• 2010

질화물계 발광다이오드는 소비전력이 낮고 발광효율이 높은 조명용 반도체소자로서 다양한 분야에 적용되고 있으나 질화갈륨 반도체 층 및 외부 공기와의 계면에서 발생하는 전반사로 인하여 광추출특성이 매우 낮은 문제점이 있다. 이를 해결하기 위하여 다양한 연구가 진행되고 있으며 투명전극 또는 p형 질화갈륨 층에 주기적인 나노 패턴을 형성하고 이에 따른 난반사 효과를 통해 전반사를 억제시키는 연구가 주로 진행되고 있다. 현재까지의 연구에서 발광다이오드의 광추출향상을 위한 나노 패턴은 플라즈마 식각공정을 통하여 형성되었지만 플라즈마 데미지에 의해 소자의 전기적 특성이 저하되는 문제점이 있었다. 본 연구에서는 플라즈마 식각 공정이 요구되지 않는 sol-gel 임프린팅 공정을 이용하여 발광다이오드의 ITO 투명전극 위에 산화아연 나노 패턴을 직접 형성하였다. Sol 솔루션은 에탄올에 zinc acetate dihydrate와 diethanolamine을 희석하여 제작하였고 이를 스핀코팅 방법을 통해 발광다이오드의 ITO 투명전극 층 위에 도포하였다. 이 후, 고 투습성의 PDMS (Polydimethylsiloxane) 몰드를 이용하여 $190^{\circ}C$에서 임프린팅을 진행하였고 이 과정에서 대부분의 솔벤트(에탄올)는 PDMS 몰드로 흡수되어 임프린팅 후에는 나노 패턴이 형성된 산화아연 gel 박막을 얻을 수 있었다. 최종적으로 $500^{\circ}C$에서 1시간 동안 열처리 하여 발광다이오드의 ITO 투명전극 위에 산화아연 나노 패턴을 형성하였다. 나노임프린팅 기반의 직접 패터닝 공정을 통하여 형성된 산화아연 패턴 층을 XRD 측정을 통해 결정성을 분석하였고 형성된 패턴의 형상을 SEM을 통해 확인하였다. 또한, 산화아연 패턴 유무에 따른 발광다이오드 소자의 광추출효율 비교를 위해 electroluminescence를 측정하였으며, 소자의 전기적 특성은 I-V 측정을 통해 분석하였다.