• 한국정밀공학회지
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• 제17권7호
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• pp.36-44
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• 2000

X-선 사진식각공정(이하 LIGA 기술이라 함)을 이용한 초소형, 초정밀 금형 및 3차원 구조물 제작 가공기술은, 생산기반 기술 중 금형기술 및 가공기술 분야에 해당하는 기술로 포항가속기와 같은 방사선 가속기에서 생성되는 수 보대 파장의 X-선을 이용하는 기술이다. 짧은 파장을 사용하는 연유로, 일반 반도체 공정으로는 실현할 수 없는 높고, 광학적 용도까지 가능한 거울정도의 벽면 거칠기(수백${\AA}$이하)를, 그러면서도 서브 마이크론의 정밀도 (1$\mu\textrm{m}$이하)를 가지는 금형 및 3차원 구조물을 일괄 가공할 수 있는 기술이다.(중략)

• 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.

• 한국정밀공학회지
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• 제31권3호
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• pp.269-275
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• 2014

Conventional machining technologies such as a milling process have limitations in accuracy to fabricate microstructures. Deep X-ray lithography using the synchrotron radiation is a promising micromachining process with an excellent accuracy, whereas there are difficulties in the fabrication of multi-layered structures. Therefore, it is mainly used for fabricating simple mono-layered microstructures with a high aspect ratio. In this study, a novel technology for fabricating multi-layered microstructures is proposed by combining two processes. In advance, an X-ray resist material is cut and machined into various shapes and heights by the micro milling process. Subsequent X-ray irradiation process facilitates the fabrication of multi-layered microstructures. The proposed technology can overcome the limitation of the pattern accuracy in conventional milling process and the difficulty of the multi-layered machining in x-ray process. The usefulness of the proposed technology is demonstrated in this study by applying the technique in the realization of various multi-layered microstructures.

• 대한기계학회논문집A
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• 제26권10호
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• pp.2187-2193
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• 2002

We present a novel method for 3D microfabrication with LIGA process that utilizes a deep X-ray mask in which a micro-actuator is integrated. The integrated micro-actuator oscillates the X-ray absorber, which is formed on the shuttle mass of the micro-actuator, during X-ray exposures to modify the absorbed dose profile in X-ray resist, typically PMMA. 3D PMMA microstructures according to the modulated dose contour are revealed after GG development. An X-ray mask with integrated comb drive actuator is fabricated using deep reactive ion etching, absorber electroplating, and bulk micromachining with silicon-on-insulator (SOI) wafer. 1mm $\times$ 1 mm, 20 $\mu$m thick silicon shuttle mass as a mask blank is supported by four 1 mm long suspension beams and is driven by the comb electrodes. A 10 $\mu$m thick, 50 $\mu$m line and spaced gold absorber pattern is electroplated on the shuttle mass before the release step. The fundamental frequency and amplitude are around 3.6 kHz and 20 $\mu$m, respectively, for a do bias of 100 V and an ac bias of 20 $V_{p-p}$ (peak-peak). Fabricated PMMA microstructure shows 15.4 $\mu$m deep, S-shaped cross section in the case of 1.6 kJ $cm^{-3}$ surface dose and GG development at 35$^{\circ}C$ for 40 minutes.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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• pp.90-90
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• 2000

이온빔을 이용한 리소그래피의 경우 미크론 이하의 미세구조를 형성할 수 있는 유용한 수단으로서 방사광 X-선과 함께 주목을 받고 있으며, 이와 같은 미세구조 제작은 MEMS (Micro Electro-Mechanical System) 개발에 있어서 매우 중요하다. 그러나 이온빔을 이용한 리소그래피에 대한 연구가 많이 이루어져 있지 않은 상태이다. MeV급 양정사 빔을 이용한 리소그래피의 가능성을 확인하기 위하여 기본적인 실험을 수행하였으며, 최적 이온빔 조사 조건 및 최적 현상 조건을 도출하였다. Resist로는 PMMA를 사용하였으며, 1.8 MeV 양성자 빔을 사용하여 50$\mu\textrm{m}$ 깊이의 구조물을 만들었다. 1.8MeV 양성자 빔의 조사선량이 7x1013ions/cm2 이상이 되면 PMMA 내부에 기포가 형성되므로 적정 조사선량을 4x1013 ions/cm2으로 결정하였다. 또한 선량을 4x1013ions/cm2 으로 고정하고 선량률을 변화시켜주면 선량률이 8x1011ions/cm2S 일 때부터 시료에 기포나 터짐 현상 등의 문제가 발생하였으며 5x1010~~1x1010ions/cm2s 의 선량률이 조사시간, 결함측면에서 가장 적합한 영역임을 알 수 있었다. 현상제로는 20% morpholine, 5% etanolamine 60% diethylenglykol-monobutylether, 15% 증류수를 혼합하여 사용하였다. 현상 온도를 30~5$0^{\circ}C$로 변화시켜서 현상을 한 결과, 4$0^{\circ}C$에서 현상 소요시간은 1시간 이내이며 SEM으로 관찰된 표면의 상태도 제일 양호한 결과를 보였다. 82 mesh 밀도, 선굵기 60$\mu\textrm{m}$, 크기 20x20 mm인 백금 망을 마스크로 사용하여 실제 3차원 미세구조를 제작하여 보았다. 그림 1에서 제작된 구조물의 SEM 사진을 보여주었으며, 식각된 면의 조도가 매우 뛰어나며 모서리의 직각성도 우수함을 확인할 수 있다. 이와 같이 도출된 시험 조건을 기초로 하여 리소그래피 후에 전기 도금을 이용한 금속 몰드 제작 및 이온빔 리소그래피 장점을 최대한 살릴수 있는 미세구조 제작에 대한 연구를 계속 추진할 계획이다.