• 대한기계학회논문집A
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• 제40권8호
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• pp.731-736
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• 2016

본 연구에서는 의용생체공학에 널리 사용되는 미소바늘과 같은 3차원 고종횡비 미소구조물을 용이하게 제작할 수 있는 하이브리드 자외선 노광법에 대해 기술한다. 하이브리드 자외선 노광법은 기존에 사용되고 있는 경사노광, 회전노광 및 역노광을 혼합한 방법으로, 경사 및 회전노광은 경사진 축대칭 형상을 가지는 3차원 미소구조물의 제작이 가능하도록 하고 역노광은 자외선 노광공정 중 필연적으로 발생하는 하부기판에서의 자외선 반사를 최소화 시킨다. 자체 개발한 자외선 노광시스템과 SU-8 음성감광제를 이용하여 하이브리드 자외선 노광법의 다양한 공정조건이 최종 제작된 3차원 고종횡비 미소구조물 형상(종횡비, 선단의 곡률반경 등)에 미치는 효과를 확인한다. 또한 SU-8의 소프트 베이킹(soft baking) 조건과 미소구조물 선단 형상 사이의 관계에 대해서도 논의한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1999년도 추계학술대회 논문집 학회본부 C
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• pp.1164-1166
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• 1999

본 연구에서는 3차원 회전체 구조물을 제조하기 위해 회전노광장치를 설계하여 제작하고 마이크로렌즈 제작용 X-선 마스크와 PMMA 기판을 정밀하게 회전시켜 노광함으로써 3차원의 마이크로렌즈를 제작하였다. 제작된 마이크로렌즈의 크기는 직경이 $50{\sim}700{\mu}m$이었고, 또한 이러한 방법으로 원통형 렌즈, 계란형 렌즈 등을 제작함으로써 X-선 사진식각공정으로 정밀도가 높은 다양한 3차원의 회전체 구조물을 제조하는 방법을 제시하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2009년도 춘계학술발표대회
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• pp.51.2-51.2
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• 2009

본 실험에서는 레이저 간섭 리소그래피를 이용한 2차원 나노 패턴을 형성하였고, 수열합성법을 이용하여 90 도에서 ZnO 나노 기둥을 ZnO/Si 기판 상에 제작 하였다. ZnO 버퍼층은 스퍼터를 이용하여 200도, Ar 분위기에서 증착 하였으며, 레이저 간섭 리소그래피를 이용하여 두 번의 노광을 통해 2차원 나노 패턴을 형성하였다. 먼저, 최적화된 포토레지스트를 ZnO/Si 기판 위에 도포하고, 2500rpm에서 30초간 스핀코팅 한 후, 첫번째 노광을 실시 하였고, ZnO/Si 기판을 회전시켜 첫번째 노광과 교차 시킨 다음 두 번째 노광을 통해 교차하는 부분만 현상되도록 하였다. 기판의 회전 및 기판과 입사 레이저 사이의 각도를 조절하여 제작된 나노 패턴의 종류는 square lattice, centered rectangular lattice, oblique lattice, hexagonal lattice, rectangular lattice, 5가지로, 2차원의 모든 격자를 제작 하였다. 저온 수열합성법에서는 Na citrate를 형상제어제 (surfactant ions)로 사용하여 ZnO 나노 기둥을 형성하였다. $NH_4OH$를 이용하여 용액의 pH를 조절하였고, Zn nitrate hexahydrate를 Zn의 원료 물질로 사용하였다. 2차원 나노 패턴의 3차원 형태는 Atomic force microscopy (AFM, Veeco instruments, USA)를 이용하여 접촉 모드에서 관찰하였고, ZnO 나노 구조는 주사 전자 현미경 (FE-SEM, Model: JSM-6701F, Tokyo, Japan) 를 통하여 분석 하였다. 나노 패턴의 AFM 분석 결과 ZnO/Si 기판상에 포토레지스트가 주기적인 배열을 가지는 것을 확인하였고, ZnO/Si 기판상에 포토레지스트가 완전히 현상된 부분이 일정한 배열을 가지는 것을 확인하였다. 포토레지스트가 현상되어 기판의 표면이 드러난 부분의 크기는 약 250nm로 측정되었다. ZnO 나노 구조의 FE-SEM 분석 결과, 각각의 나노 구조가 나노패턴 중 완전히 현상된 부분만을 통하여 성장되었다는 것을 확인하였고, 형상 제어제로 사용된 Na citrate의 첨가 여부에 따라 나노 구조의 모양이 변화되었다는 것을 알 수 있었다. Na citrate 가 첨가된 나노 기둥의 경우 약 500nm의 길이를 가지는 하나의 기둥 형태로 성장하였다는 것을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권10호
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• pp.1011-1017
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• 2012

본 논문에서는 롤타입 마스크를 사용한 마이크로/나노 구조 제작용 광학 리소그래피 방법을 소개한다. 이 생산 방법은 다양한 목표 해상도에 따라 위상지연 리소그래피방법과 포토리소그래피로 나뉜다. 사용되는 빛의 파장대보다 작은 해상도를 갖는 패턴을 제작하기 위해서 실린더 형태의 위상지연 마스크를 활용한 근거리 노광 방식을 사용한다. 또한 필름 형태의 금속 마스크를 써서 포토리소그래피를 연속방식으로 수행하였는데 이 방식은 실린더 마스크의 회전수를 조절함으로써 노광 결과 패턴의 주기를 실시간으로 조절할 수 있다. 이 기술의 응용으로 금속 그물패턴으로 만들어진 100 $mm^2$ 넓이의 투명전극을 제작하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2001년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1914-1917
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• 2001

3D Feed Horn Shape MEMS Antenna Array는 적외선 이미지 소자 또는 Tera hertz band 등에서 많은 응용을 할 수 있는 장점을 가진 MEMS 구조체 이다. 하지만 일반적인 MEMS 공정을 이용해서 3D Feed Horn Shape MEMS antenna array를 구현하기는 적합하지 않았다. 본 논문에서는 마스크와 웨이퍼가 일체 된 형태의 경사된 척이 초 저속으로 회전하면서 노광을 할 수 있는 새로운 방식과 미러 반사구조를 이용해서 평행광을 얻을수 있는 노광장치 (MRPBI : Mirror Reflected Parallel Beam Illuminator) System제작방법을 제안하였다. 3D Feed Horn Shape MEMS Antenna의 구조적인 high apect ratio의 특성에 의해서 SU-8과 PMER Negative Photo resist를 이용한 기본적인 실험을 통해 3D 구조체의 구현 가능성을 증명하였다. 또한 Microbolometer의 성능향상을 위한 이론적인 3D MEMS Antenna Model들을 HFSS(High Frequency Structure Simulator)을 이용해서 그 최적구조를 제안하고 3D MEMS Antenna Gain 값을 비교 분석하였다.

• 한국광학회지
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• 제15권4호
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• pp.309-312
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• 2004

레이저 홀로그래피 방법과 반응성 이온식각 방법(RIE: reactive ion etching)을 사용하여 2차원 광자결정을 제작하였다. 육변형(hexagonal) 및 사변형(square) 광자결정 격자는 첫 번째 레이저 노광 후 시편을 각각 60도 및 90도 회전하고 다시 두 번째 노광을 통하여 제작할 수 있었다. 또한 사변형 광자결정 격자의 나노컬럼(nanocolumn)의 크기와 주기는 레이저 입사각에 따라 각각 125∼145 nm, 220∼290 nm로 미세한 조정이 가능하였다. 마지막으로 CH$_4$/H$_2$ 가스를 이용한 반응성 이온식각 방법을 통하여 aspect ratio가 1.5 이상인 InP/InGaAsP nanocolumn을 제작 할 수 있었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2001년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1899-1901
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• 2001

본 논문에서는 3차원 feed horn 안테나를 볼로미터에 결합함으로써 감지도(Detectivity)를 향상시킨 비가시광 영상 감지 소자를 제안하였다. Feed horn 안테나의 우수한 지향성(Directivity)를 통해서 주위의 잡음 성분을 제거함으로써 감지도의 향상을 확인할 수 있었다. 안테나와 볼로미터와의 결합 손실을 줄이기 위해서 볼로미터의 흡수층의 모양을 원형의 형태로 하였으며 크기도 안테나 폭과 일치를 시켰다. 또한 열적 고립 구조를 만들기 위한 지지 다리의 모양도 원형의 형태로 하여서 전체 길이를 증가 시켰으며 이로 인해 열전도도(Thermal conductance)를 $4.65{\times}10^{-8}$[W/K]까지 낮출 수 있었 다. 설계된 소자의 감지도는 $2.37{\times}10^{9}$[$cm\sqrt{Hz}/W$]을 나타내었으며 안테나 결합을 통한 감지도의 향상을 확인 할 수 있었다. 볼로미터의 제작은 MEMS 기술을 이용한 표면미세가공(Surface micromachining)법으로 열적 고립 구조체를 제작할 수 있으며 3차원 feed horn안테나는 SU-8이라는 음성 감광제를 경사회전노광시켜서 제작할 수 있다.

• 센서학회지
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• 제2권1호
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• pp.35-40
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• 1993

$Si_{3}N_{4}$ 박막의 코팅된 pH-ISFET의 게이트 부위 위에 lipase 효소를 고정화하여 FET(field effect transistor) 형지질(lipid) 센서를 제조하였다. 효소 고정화막 형성 물질로는 수용성 고분자인 polyvinyl alcohol(PVA)에 감광성기인 1-methyl-4-(formylstyryl) pyridinium methosulfate(SbQ)를 결합시킨 PVA-SbQ를 사용하였다. PVA-SbQ 수용액 (SbQ 1mole %, 10 wt%) $200{\mu}L$, bovine serum albumin (BSA) 7.5 mg, lipase 10 mg으로 구성 된 현탁액을 사용한 사진식각(photolithographic) 공정의 최적 조건은 피막의 상온 진공 건조 시간 45분, spin coater의 회전수 $5,000{\sim}6,000$ rpm, UV 노광시간 $20{\sim}30$초, 증류수 현상 시간 $30{\sim}40$초로 나타났다. 이렇게 구성된 지질 센서는 triacetin을 지질 시료로 하였을 때 $10{\sim}100$ mM의 농도 범위에서 직선성의 검정선을 나타내었다.