• 제목/요약/키워드: UV 나노임프린트 리소그래피 스탬프 제작

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UV 나노임프린트를 위한 UV 경화성 수지의 경화 모델 개발

  • 이진우;조동우;이응숙
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2004년도 춘계학술대회 논문요약집
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    • pp.13-13
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    • 2004
  • 나노테크놀러지 중의 한 가지인 나노임프린트 리소그래피 기술은 수 ∼ 수십 나노 급의 선폭을 가지는 스탬프(stamp)를 전자빔 리소그래피(electron beam lithography)를 이용하여 제작한 후 스탬프에 형성된 패턴과 동일한 형상을 원하는 곳에 모사하는 기술이다. 이 기술은 크게 열을 가하는 방식과 UV 경화성 수지를 이용한 방식으로 나뉜다. 열을 가하는 나노임프린트 리소그래피 방식의 경우는 열 경화성 수지를 이용하여 고온 조건에서 스탬프를 고압으로 눌러 원래의 형상을 모사하며, UV 나노임프린트는 광경화 반응을 이용하여 수지를 경화 시켜 모사하는 차이점이 있다.(중략)

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플라즈마를 이용한 저온 수정(Quartz) 직접 접합에서 공정변수의 영향

  • 이지혜;알툰 알리;김기돈;최대근;최준혁;정준호;이지혜
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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    • pp.460-460
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    • 2010
  • 단결정 수정은 높은 자외선(UV) 투과성, 화학정 내성, 압전성 등의 특성을 가지고 있으며, 이로 인해 UV 나노임프린트 리소그래피의 스탬프, 광학 리소그래피의 마스크, MEMS 능동소자 등의 다양한 분야에 응용되고 있다. 단결정 수정의 응용분야를 넓히기 위해서 수정과 수정을 접합하는 것은 매우 유용하다. 수정과 수정의 접합은 무결정 유리, 금속등의 중간층을 이용한 접합이 소개되었으나, 접합 시 접합 계면의 평평도가 낮아 지거나, 중간 금속층의 내화학성이 낮은 단점이 있다[1,2]. 이를 극복하기 위해 중간층을 사용하지 않고, 습식 화학적 에칭을 통한 수정-수정의 직접 접합 방법이 소개되었다[3]. 이 방법은 UV 투과성과 내화학성이 높은 접합을 형성할 수 있으나 500도씨 이상의 고온의 어닐링이 필요한 단점이 있다. 본 연구에서는 플라즈마를 이용하여 저온(200도씨)에서 수정-수정의 직접 접합을 형성하였다. 플라즈마 처리를 통해 수정-수정 직접 접합의 접합 강도가 향상되는 것을 확인하였다. 플라즈마 시간과 수정의 표면 거칠기가 접합 강도에 미치는 영향을 분석하였다. 이 방법을 이용하여 나노 임프린트 리소그래피용 스탬프를 제작하였으며, 성공적으로 나노임프린트를 수행하였다. 이 방법은 MEMS 능동 소자 제작, UV 나노임프린트 리소그래피 스탬프 등 다층 수정구조 제작에 등에 응용될 것으로 기대된다.

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UV 나노임프린트 리소그래피용 UV 투과성 나노스탬프 제작 (UV transparent stamp fabrication for UV nanoimprint lithography)

  • 정준호;심영석;손현기;신영재;이응숙;허익범;권성원
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
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    • pp.1069-1072
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    • 2003
  • Ultraviolet-nanoimprint lithography (UV-NIL) is a promising nanoimprint method for cost-effectively defining nanometer scale structures at room temperature and low pressure. Nanostamp fabrication technology is a key technology for UV-NIL because fabricating a high resolution nanostamp is the first step for defining high resolution nanostructures in a substrate. We used quartz as an UV transparent stamp material for the UVNIL. A $5{\times}5{\times}0.09$ inch stamp was fabricated using the quartz etch process in which Cr film was used as a hard mask for transferring nanostructures into the quartz. In this paper, we describe the quartz etching process and discuss the results including SEM images.

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4" Si 웨이퍼에 대한 single-step UV 나노임프린트 리소그래피 (Single-step UV nanoimprint lithography on a 4" Si wafer)

  • 정준호;손현기;심영석;신영재;이응숙;최성욱;김재호
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.199-202
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    • 2003
  • Ultraviolet-nanoimprint lithography (UV-NIL) is a promising method for cost-effectively defining nanoscale structures at room temperature and low pressure. Since the resolution of nanostructures depends strongly upon that of nanostamps, the nanostamp fabrication technology is a key technology to UV-NIL. In this paper, a 5$\times$5$\times$0.09 in. quartz stamp whose critical dimension is 377 nm was fabricated using the etch process in which a Cr film was employed as a hard mask for transferring nanostructures onto the quartz plate. To effectively apply tile fabricated 5-in. stamp to UV-NIL on a 4-in. Si wafer, we have proposed a new UV-NIL process using a multi-dispensing method as a way to supply resist on a wafer Experiments have shown that the multi-dispensing method can enable UV-NIL rising a large-area stamp.

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Elememtwise Patterned stamp와 부가압력을 이용한 UV 나노임프린트 리소그래피 공정

  • 손현기;정준호;심영석;이응숙
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2004년도 춘계학술대회 논문요약집
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    • pp.126-126
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    • 2004
  • 1996년 Chou 등이 개발한 가열방식의 나노임프린트 리소그래피(nanoimprint lithography, NIL)은 선폭 100nm 이하의 나노구조물을 경제적으로 제작할 수 있는 대표적인 나노패턴닝(nano-patterning) 공정으로 많은 기대가 모아지고 있으나, 열변형에 의해 다층정렬이 어렵다는 점과, 점도가 큰 레지스트(resist)를 임프린트하기 위해서는 고압(∼30 bar)이 필요하다 점 등의 문제점이 있다. 이를 해결할 수 있는 방법으로 UV 나노임프린트 리소그래피(ultraviolet nanoimprint lithography, UV-NIL)를 들 수 있다.(중략)

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나노임프린트를 이용한 바이오칩용 나노 패턴 제작 (Fabrication of Nanopatterns for Biochip by Nanoimprint Lithography)

  • 최호길;김순중;오병근;최정우
    • 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.

UV 나노임프린트 리소그래피를 위한 불화 함유 다이아몬드 상 탄소 스탬프의 제작 (Fabrication of Fluorine Doped Diamond-Like Carbon Stamp for UV-Nanoimprint Lithography)

  • 알툰 알리;정준호;나종주;최대근;김기돈;이응숙
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2006년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.145-146
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    • 2006
  • A fluorine-doped diamond-like carbon (F-DLC) stamp which has high contact angle, high UV-transmittance and sufficient hardness, was fabricated using the following direct etching method: F-DLC is deposited on a quartz substrate using DC and RF magnetron sputtering, PMMA is spin coated and patterned using e-beam lithography and finally, O2 plasma etching is performed to transfer the line patterns having 100 nm line width, 100 nm line space and 70 nm line depth on F-DLC. The optimum fluorine concentration was determined after performing several pre-experiments. The stamp was applied successfully to UV-NIL without being coated with an anti-adhesion layer.

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UV 나노임프린트 리소그래피의 Quartz 기판상의 Resin mold 제거를 위한 Hybrid 세정공정에 관한 연구

  • 조윤식;김민수;강봉균;김재관;이병규;박진구
    • 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.

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불화 함유 다이아몬드 상 탄소 스탬프를 사용하는 UV 나노 임프린트 리소그래피 (UV-Nanoimprint Lithography Using Fluorine Doped Diamond-Like Carbon Stamp)

  • 정준호;알툰알리;나종주;최대근;김기돈;최준혁;이응숙
    • 한국소성가공학회:학술대회논문집
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    • 한국소성가공학회 2006년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.109-112
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    • 2006
  • A fluorine-doped diamond-like carbon (F-DLC) stamp which has high contact angle, high UV-transmittance and sufficient hardness, was fabricated using the following direct etching method: F-DLC is deposited on a quartz substrate using DC and RF magnetron sputtering, PMMA is spin coated and patterned using e-beam lithography and finally, $O_2$ plasma etching is performed to transfer the line patterns having 100 nm line width, 100 nm line space and 70 nm line depth on F-DLC. The optimum fluorine concentration was determined after performing several pre-experiments. The stamp was applied successfully to UV-NIL without being coated with an anti-adhesion layer.

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