• 한국정밀공학회지
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• 제22권2호
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• pp.7-15
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• 2005

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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• pp.63-66
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• 2005

Nanoimprint lithography (NIL) process at room temperature has been newly proposed in recent years to overcome the shape accuracy and sticking problem induced in a conventional NIL process. Success of the room temperature NIL relies on the accurate understand of the mechanical behavior of the polymer. Since a conventional NIL process has to heat a polymer above the glass transition temperature to deform the physical shape of the polymer with a mold pattern, viscoelastic property of polymer have major effect on the NIL process. However, rate dependent behavior of polymer is important in the room temperature NIL process because a mold with engraved patterns is rapidly pressed onto a substrate coated with the polymer by the hydraulic equipment. In this paper, finite element analysis of the room temperature NIL process is performed with considering the strain rate dependent behavior of the polymer. The analyses with the variation of imprinting speed and imprinting pattern are carried out in order to investigate the effect of such process parameters on the room temperature NIL process. The analyses results show that the deformed shape and imprint force is quite different with the variation of punch speed because the dynamic behavior of the polymer is considered with the rate dependent plasticity model. The results provide a guideline for the determination of process conditions in the room temperature NIL process.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2012년도 춘계학술발표대회
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• pp.81.1-81.1
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• 2012

나노임프린트 리소그라피(Nano-Imprint Lithography, NIL) 기술은 기판위의 resin을 나노구조물이 각인된 스탬프로 눌러서 나노구조물을 형성하는 기술로, 경제적이고 효과적으로 나노구조물을 제작할 수 있는 기술이다. 그중에서도 UV 기반의 나노임프린트(UV-NIL) 기술은 resin을 투명한 스탬프로 누른뒤 UV로 경화시켜 나노구조물을 형성하는 기술로써 고온, 고압($140{\sim}180^{\circ}C$, 10~30bar)이 필요한 가열식 나노임프린트 기술에 비해 상온, 상압($20^{\circ}C$, 1bar)에서도 구조물 형성이 가능하여 다층구조 형성에 적합하다. 연속적인 임프린팅 공정에 의해 resin이 quarz 스탬프에 잔류하여 패터닝에 결함을 유발하게 되므로 오염물을 제거하기 위한 세정공정이 필요하다. 하지만 UV에 의해 경화된 resin은 cross-linking을 형성하여 화학적인 내성이 증가하게 되므로 제거하기가 어렵다. 현재는 resin 제거를 위한 세정공정으로 SPM($H_2SO_4/H_2O_2$) 세정이 사용되고 있는데 세정시간이 길고 세정 후에 입자 또는 황 잔유물이 남으며 많은 유해용액 사용의 문제점이 있어 효과적으로 resin을 제거할 세정공정이 필요한 상황이다. 본 연구에서는 친환경적인 UV 세정 및 오존수 세정공정을 적용하여 경화된 resin을 제거하는 연구를 진행하였다. 실험샘플은 약 100nm 두께의 resin을 증착한 $1.5cm{\times}1.5cm$ $SiO_2$ 쿠폰 wafer를 사용하였으며, UV 및 오존수의 처리시간을 달리하여 resin 제거효율을 평가하였다. ATR-FTIR 장비를 사용하여 시간에 따른 resin의 두께를 측정한 결과, UV 세정으로 100nm 높이의 resin중에 80nm의 bulk resin이 단시간에 제거가 되었고 나머지 20nm의 resin thin film은 오존수 세정으로 쉽게 제거되는 것을 확인 하였다. 또한 표면에 남은 resin residue와 particle을 제거하기 위해서 SC-1 세정을 진행하였고 contact angle과 optical microscope 장비를 사용하여 resin이 모두 제거된 것을 확인하였다.

• KSBB Journal
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• 제22권6호
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• pp.433-437
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• 2007

본 연구에서는 나노임프린트 리소그래피를 이용하여 500 nm line, 600 nm pore, $1{\mu}m$ pore, $2.5{\mu}m$ pore의 마이크로 수준에서 나노 수준에 이르는 다양한 크기와 모양의 nanopore 형태 패턴을 제작하였다. Thermal imprint 방식과 달리 상온, 저압에서 임프린팅이 가능하며 사용되는 스탬프의 수명을 늘리고 보다 미세하고 복잡한 형태의 패턴을 제작할 수 있는 UV-assisted imprint 방식을 사용하였다. E-beam lithography로 패턴을 각인한 quartz소재의 스탬프를 사용하였으며 스탬프의 재질이 투명하여 UV 조사시 UV curable resin이 경화될 수 있도록 하였다. 또한 스탬프의 표면을 (heptadecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrodecyl) trichlorosilane의 monolayer 층으로 미리 코팅하여 임프린트 후 스탬프와 기판과의 releasing을 쉽게함과 동시에 패턴의 일부가 스탬프에 묻어 나와 전사된 패턴에 defect가 없도록 하였다. 또한, gold를 미리 증착하여 임프린팅함으로써 lift-off 시에 필요한 hi-layer 층이 필요 없게 되어 산소 플라즈마를 이용한 에칭이 더욱 쉽고 lift-off 공정이 생략될 수 있도록 하였다. 나노임프린트 공정에 있어 가장 큰 문제점은 잔여층의 생성이며 이러한 잔여층을 제거하고자 산소 플라즈마 에칭을 하였다. 에칭공정을 통해 gold의 표면이 완전히 드러났으며 산소 플라즈마를 통해 gold의 표면이 친수성으로 바뀌어 추후 단백질 고정화를 더욱 쉽게 하였다. 그리하여 나노임프린트 기술을 이용해 나노크기의 바이오소자 제작을 가능하게 하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권9호
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• pp.4178-4184
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• 2013

최근 나노임프린트 리소그래피 공정이 마이크로/나노 스케일의 소자 개발에 있어서 경제적으로 대량 생산할 수 있는 기술로 주목 받고 있다. 최근 나노임프린트 기술은 공정의 고속화 및 대면적화를 통한 대량생산 기술로의 전환을 목표로 하고 있다. 자외선경화 방식의 나노임프린트의 경우 상온 및 저압의 장점과 함께 비진공 환경에서 공정이 가능하다면 진공챔버 및 고압 스테이지 등과 같은 고가의 장비가 필요 없게 됨으로써 설비비용을 낮추고 공정시간을 단축하는데 큰 기여를 할 수 있다. 그러나 비진공 환경에서는 기포결함이 종종 발생하게 된다. 본 연구에서는 비진공 환경에서의 자외선경화 방식의 나노임프린트 공정 중 레지스트의 액적도포 방법에 따른 기포형성을 연구하였다. 액적의 양과 액적의 수를 달리하여 도포한 레지스트에 대하여 충전 후 기포결함 발생을 분석하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.596-602
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• 2018

최근 나노임프린트 리소그래피 공정이 마이크로/나노 스케일의 소자 개발에 있어서 경제적으로 대량 생산할 수 있는 기술로 주목 받고 있다. 자외선경화 방식의 나노임프린트의 경우 상온 및 저압의 장점과 함께 비진공 환경에서 공정을 통하여 설비 비용의 저감과 생산공정의 고속화를 달성할 수 있다. 그러나 이 경우 비진공 환경에서 발생하는 기포결함의 문제를 해결해야만 한다. 본 연구에서는 비진공 환경에서의 자외선경화 방식의 나노임프린트 공정에서 몰드 중공부 단면의 형상과 기포결함 발생 관계를 연구하였다. 일반적으로 많이 사용되는 사각형 단면과 타원형 단면 그리고 삼각형 단면에 대하여 2차원 유동해석 및 VOF 방법을 통하여 기포결함을 시뮬레이션 하였고 단면의 형상과 다양한 접촉각에 따른 유동선단의 특성을 분석하였다. 해석결과 몰드 중공부 형상은 기포결함 발생에 매우 중요한 영향을 미치며, 고려된 형상 모두 몰드와의 접촉각이 작을수록, 기판과의 접촉각이 클수록 기포결함 발생 가능성이 작아짐을 알 수 있었다. 또한 타원형 형상이 기포결함 발생방지 측면에서 가장 효과적임을 확인하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제30권2호
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• pp.65-70
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• 2023

나노임프린트 리소그래피(Nanoimprint lithography, NIL) 공정은 패턴 형성을 위한 공정 단순성, 우수한 패턴 형성, 공정의 확장성, 높은 생산성 및 저렴한 공정 비용이라는 이유들로 인해 많은 관심을 받고 있다. 그러나, 기존의 NIL 기술들을 통해 금속 소재 상 구현할 수 있는 패턴의 크기는 일반적으로 마이크로 수준으로 제한적이다. 본 연구에서는, 다양한 두께의 금속 기판 표면에 마이크로/나노 스케일 패턴을 직접적으로 형성하기 위한 극압 임프린트 리소그래피(extremepressure imprint lithography, EPIL) 방법을 소개하고자 한다. EPIL 공정은 자외선, 레이저, 임프린트 레지스트 또는 전기적 펄스 등의 외부 요인을 사용하지 않고 고분자, 금속, 세라믹과 같은 다양한 재료의 표면에 신뢰성 있는 나노 수준의 패터닝을 가능하게 한다. 레이저 미세가공 및 포토리소그래피로 제작된 마이크로/나노 몰드는 상온에서 높은 하중 혹은 압력을 가해 정밀한 소성변형 기반 Al 기판의 나노 패터닝에 활용된다. 20 ㎛ 부터 100 ㎛까지 다양한 두께를 갖는 Al 기판 상 마이크로/나노 스케일의 패턴 형성을 보여주고자 한다. 또한, 다목적 EPIL 기술을 통해 금속 재료 표면에서 그 형상을 제어하는 방법 역시 실험적으로 증명된다. 임프린트 리소그래피 기반 본 접근법은 복잡한 형상이 포함된 금속 재료의 표면을 요구하는 다양한 소자 응용을 위한 나노 제조 방법에 적용될 수 있을 것으로 기대한다.