• 한국표면공학회:학술대회논문집
• /
• 한국표면공학회 2012년도 춘계학술발표회 논문집
• /
• pp.153-153
• /
• 2012

자연계에는 다양한 생물체들의 표면 구조가 특수한 기능을 갖는 형태로 되어 있다. 이와 같이 특수한 기능을 갖는 생물체들의 표면 구조는 일반적으로 화학적 조성과 표면의 더불어 나노와 마이크로 구조가 혼합되어 있는, 이른바 hierarchical 구조를 보인다. 그 중에서도 표면 초소수성 특성을 보이는 연잎의 표면과 같은 hierarchical 구조는 self-cleaning effect 등의 기능성 표면 제작에 활용이 가능하여 이를 모사하기 위한 연구가 활발히 진행중에 있다. 이에 본 연구에서는 연잎과 같은 초소수성을 띄는 ZnO nano-in-micro hierarchical 구조를 저온 공정을 통하여 다양한 기판에 제작하였다. 이를 위하여 ZnO 나노 입자 분산 레진을 제작하였고 UV imprinting 과 수열합성법을 통하여 마이크로 패턴 상부에 ZnO 나노 입자가 형성된 ZnO nano-in-micro hierarchical 구조를 형성하였다. 제작된 ZnO hierarchical 구조의 젖음 특성은 표면 접촉각이 $160^{\circ}C$이상인 초소수성을 보였으며, 제작 공정에는 고온의 열처리가 수반되지 않아 PET film 등 다양한 기판에 ZnO hierarchical 구조를 제작할 수 있었다.

• 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.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제41권1호
• /
• pp.63-67
• /
• 2017

일반적인 세포 배양 기술은 평평한 표면에 세포 부착을 위한 화학적, 생화학적 표면처리를 하는 것이 기본이지만, 요즘 들어 마이크로나 나노 크기의 구조체를 형성하여 세포 부착을 하는 연구들이 많이 진행되고 있다. 본 연구에서는 전도성 고분자인 피롤과 나노임프린트 기술을 이용하여 300 nm 선 패턴과 150 nm 원기둥 패턴의 나노구조체 제작 후 대표적인 암세포인 HeLa 세포를 배양하여, 주사전자현미경과 공초점 현미경을 이용하여 세포의 부착 특성을 연구하였다. 상용 페트리 접시와 평면 피롤에서는 세포들이 부정형의 형태로 부착 및 배양되었지만, 선폭 300 nm 선패턴 상에서는 길이 방향으로 세포가 부착되고 세포 내의 핵과 액틴 역시 배열되어 있고, 지름 150 nm 원기둥 패턴 상에서는 단일 세포로 고정되고 세포 내 액틴은 방사상으로 나노구조체에 고정되어 있는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국재료학회지
• /
• 제16권4호
• /
• pp.225-230
• /
• 2006

Nanoimprint lithography (NIL) is a novel method of fabricating nanometer scale patterns. It is a simple process with low cost, high throughput and resolution. NIL creates patterns by mechanical deformation of an imprint resist and physical contact process. The imprint resist is typically a monomer or polymer formulation that is cured by heat or UV light during the imprinting process. Stiction between the resist and the stamp is resulted from this physical contact process. Stiction issue is more important in the stamps including narrow pattern size and wide area. Therefore, the antistiction layer coating is very effective to prevent this problem and ensure successful NIL. In this paper, an antistiction layer was deposited and characterized by PECVD (plasma enhanced chemical vapor deposition) method for metal stamps. Deposition rates of an antistiction layer on Si and Ni substrates were in proportion to deposited time and 3.4 nm/min and 2.5 nm/min, respectively. A 50 nm thick antistiction layer showed 90% relative transmittance at 365 nm wavelength. Contact angle result showed good hydrophobicity over 105 degree. $CF_2$ and $CF_3$ peaks were founded in ATR-FTIR analysis. The thicknesses and the contact angle of a 50 nm thick antistiction film were slightly changed during chemical resistance test using acetone and sulfuric acid. To evaluate the deposited antistiction layer, a 50 nm thick film was coated on a stainless steel stamp made by wet etching process. A PMMA substrate was successfully imprinting without pattern degradations by the stainless steel stamp with an antistiction layer. The test result shows that antistiction layer coating is very effective for NIL.

• 한국광학회지
• /
• 제16권4호
• /
• pp.384-391
• /
• 2005

본 논문에서는 나노 임프린트 기술을 이용한 폴리머 링 광공진기를 제안하고 구현하였다. 공진기 역할을 하는 링 도파로에서의 전파손실과 링 및 버스 도파로 간의 광파워 결합계수를 빔전파방법을 도입하여 계산하였으며, 또한 전달 매트릭스 방법을 도입하여 이들이 소자에 미치는 영향을 분석하고 소자를 설계하였다. 특히, smoothing buffor layer를 갖는 임프린트용 스탬프를 도입하여 다음과 같은 성과를 얻을 수 있었다. 먼저 식각공정으로 얻어진 스탬프 상의 도파로 패턴의 측면 거칠기를 링 도파로의 산란손실을 개선함으로써 Q값을 획기적으로 향상시켰다. 또한, 결합영역에서 버스와 링 도파로 간의 간격을 기존 lithography 공정에서는 불가능하였던 $0.2{\mu}m$정도까지 효과적으로 줄이고 제어함으로써 링과 도파로 간의 광파워 결합을 정밀하게 조절할 수 있게 되었다. 제작된 소자의 성능을 살펴보면, 링 반경이 $200{\mu}m$인 경우에 대해 1550 nm 파장 대역에서 Q값은 ~103800이고, 소멸비는 ~11 dB, free spectral range는 1.16 nm였다.

• 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.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제24권3호
• /
• pp.41-46
• /
• 2017

본고에서는 임프린트로 제작된 저반사 필름의 내스크래치 특성 향상을 위해 급속 냉각 방법을 제안하였다. 냉각시간을 변수로 하여 기계적인 특성과 광학적 특성에 대한 영향을 평가하였다. 냉각 시간에 따른 기계적 특성 평가 결과 냉각 시간이 증가할수록 내스크래치 특성이 향상되는 거동을 보였지만, 광학적 특성 평가 결과 냉각 시간이 증가할수록 스크래치 발생 부분의 반사율이 매우 증가하는 경향을 보였다. 이를 통하여 냉각 시간에 따라 잔류 응력 변화가 발생하고 나노 구조 표면 형상에 영향을 주어 내스크래치 특성 및 광학적 특성에 영향을 줄 수 있음을 확인하였다.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
• /
• 한국소성가공학회 2003년도 추계학술대회논문집
• /
• pp.333-338
• /
• 2003

Nano-imprint lithography(NIL) is a polymer embossing technique, capable of transferring nano-scale patterns onto a thin film of thermoplastics such as polymethyl methacrylate(PMMA) using this parallel process. Feature size down 10 nm have been demonstrated. In NIL, the pattern is formed by displacing polymer material, which can be squeeze flow of a viscous liquid. Due to the size of the pattern, a thorough understood of the process through experiments may be very different. Therefore we nead to resort to numerical simulation on the embossing process. Generally, there are two ways of numerical simulation on nano-scale flow, namely top-down and bottom-up approach. Top-down approach is a way to simulate the flow assuming that polymer is a continuum. On the contrary, in the bottom-up approach, simulation is peformed using molecular dynamics(MD). However, as latter method is not feasible yet. we chose the top-down approach. For the numerical analysis, two dimensional moving grid was used since the moving grid can predict the flow front. Effects of surface tension as well as the slip at the boundary were also considered.

• 반도체디스플레이기술학회지
• /
• 제14권3호
• /
• pp.61-66
• /
• 2015

Recently, the major trends of NIL are high throughput and large area patterning. For UV NIL, if it can be proceeded in the non-vacuum environment, which greatly simplifies tool construction and greatly shorten process times. However, one key issue in non-vacuum environment is air bubble formation problem. In this paper, numerical analysis of bubble defect of UV NIL is performed. Fluent, flow analysis focused program was utilized and VOF (Volume of Fluid) skill was applied. For various resist-substrate and resist-mold angles, effects of velocity inlet and residual layer thickness of resist on bubble defect formation were investigated. The numerical analyses show that the increases of velocity inlet and residual layer thickness can cause the bubble defect formation, however the decreases of velocity inlet and residual layer thickness take no difference in the bubble defect formation.

• 한국재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국재료학회 2009년도 춘계학술발표대회
• /
• pp.21.2-21.2
• /
• 2009

발광다이오드는 에너지 변환 효율이 높고 친환경적인 장점으로 인하여 차세대 조명용 광원으로 각광받고 있다. 하지만 현재 발광다이오드는 낮은 광추출효율로 인하여 미래의 수요를 충족시킬 수 있을 만큼 충분한 성능의 효율을 나타내지 못하고 있다. 발광다이오드의 낮은 광추출효율은 반도체소재와 외부 공기와의 큰 굴절률 차이로 인하여 발생하는 전반사 현상에 기인한 것으로 이 문제를 해결하기 위하여 발광다이오드 소자의 발광면 및 기판을 텍스처링하는 방법이 중요하게 인식되고 있다. 하지만 현재까지 패턴의 구조에 따른 광추출 특성을 분석한 연구는 미진한 상황이다. 본 연구에서는 임프린팅 및 건식식각 공정을 이용하여 다양한 구조의 나노 및 micron 급 패턴을 발광다이오드의 p-GaN층에 형성하였다. 발광다이오드 기판 위에 하드마스크로 사용하기 위한 SiO2를 50nm 증착한 후 그 위에 UV 임프린팅 공정을 진행하여 폴리머 패턴을 형성시켰다. 임프린팅 공정으로 형성된 폴리머 패턴을 CF4CHF3 플라즈마를 이용하여 SiO2를 건식식각하였고, 이후에 SiCl4와 Ar 플라즈마를 이용한 ICP 식각 공정을 진행하여 p-GaN층을 100nm 식각하였다. 마지막으로 BOE를 이용한 습식식각 공정으로 p-GaN층에 남아있는 SiO2층을 제거하여 p-GaN층에 sub-micron에서 micron급의 홀 패턴을 형성하였다. Photoluminescence(PL) 측정을 통해서 발광다이오드 소자에 형성된 패턴의 구조에 따른 광추출 특성을 분석하였다.