• 대한기계학회논문집A
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• 제28권11호
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• pp.1794-1798
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• 2004

We present a fabrication method of high aspect ratio 100nm-scale nickel stamper using e-beam writing for the injection molding of optical grating patterns. Conventional nickel stamper is fabricated by nickel electroplating process which is followed by seed layer deposition. In this paper, we have used chrome coated blank mask without anti-reflection layer of CrON in order to simplified electroplating process. In experimental study, we have optimized electron-beam dosage for 100nm-scale optical grating patterns with 2.5-aspect ratio, and fabricated nickel stamper using above grating patterns as PR mold. Fabricated nickel stamper have showed height of 240$\pm$20nm and width of 116$\pm$6nm.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1168-1170
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• 2005

Nanoimprint Lithography(NIL) has increasingly been recognized as a key manufacturing technology for nanosized feature. One of the most important task for nanoimprint lithography is to provide the imprinting stamp with low price. The Stamp fabricated with Si based material by e-beam lithography, RIE is extremely expensive and its throughput is very limited and PDMS replica is too soft to hold high imprinting pressure.(>5atm) In this study, we present the imprinting stamp which can be easily replicated from original mold and is based on PVC film. Replication of original Si mold to PVC film was done by Hot embossing technique, ($120^{\circ}C$ of Temperature, 20 atm applied) As small as 100nm patterns were successfully transferred into PVC film. The size of stamp was up to 100mm in diameter.

• 대한기계학회논문집A
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• 제27권3호
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• pp.472-477
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• 2003

A piezo-actuator is an important component for an E-beam lithography system. But it is very difficult to model its characteristics due to nonlinearities such as hysteresis and creep, to the input voltage. In this paper, one-axis micro stage with a piezo-actuator is modeled including the nonlinear properties. Hysteresis and creep are modeled as the first order differential equation and a time-dependent logarithmic function, respectively. The dynamic motion of the stage is also modeled as a mass-spring-damper system and the parameters are determined by utilizing the system identification technique. The simulation tool for a micro stage is constructed using the commercial software and its simulation results are compared with the experimental data.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1224-1226
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• 2003

In this work, we developed a high resolution printing technique based on transferring a pattern from a PDMS stamp to a Pd and Au substrate by microcontact printing Also, we fabricated various 2D metallic and polymeric nano patterns with the feature resolution of sub-micrometer scale by using the method of microcontact printing (${\mu}$CP) based on soft lithography. Silicon masters for the micro molding were made by e-beam lithography. Composite poly(dimethylsiloxane) (PDMS) molds were composed of a thin, hard layer supported by soft PDMS layer. From this work, it is certificated that composite PDMS mold and undercutting technique play an important role in the generation of a clear SAM nanopattern on Pd and Au substrate.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.84-84
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• 2010

In this study, we report on the novel lithographic patterning method to fabricate organic-semiconductor devices based on photo and e-beam lithography with well-known silicon technology. The method is applied to fabricate pentacene-based organic field effect transistors. Owing to their solubility, sub-micron sized patterning of P3HT and PEDOT has been well established via micromolding in capillaries (MIMIC) and inkjet printing techniques. Since the thermally deposited pentacene cannot be dissolved in solvents, other approach was done to fabricate pentacene FETs with a very short channel length (~30nm), or in-plane orientation of pentacene molecules by using nanometer-scale periodic groove patterns as an alignment layer for high-performance pentacene devices. Here, we introduce the atomic layer deposition of $Al_2O_3$ film on pentacene as a passivation layer. $Al_2O_3$ passivation layer on OTFTs has some advantages in preventing the penetration of water and oxygen and obtaining the long-term stability of electrical properties. AZ5214 and ma N-2402 were used as a photo and e-beam resist, respectively. A few micrometer sized lithography patterns were transferred by wet and dry etching processes. Finally, we fabricated sub-micron sized pentacene FETs and measured their electrical characteristics.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1994년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1268-1270
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• 1994

Fine lithographic technology in a submicron design regime is necessary for the fabrication of VLSI circuits. In such lithography, fine pattern delineation is performed by electron beam, ion beam and X-ray lithography instead of photolithography. Therefore, the new resist materials and development method have been required. So, we are investigating another positive E-beam resists which have high sensitivity and dry etching resistance, Plasma co-polymerized resist was prepared using an interelectrode gas-flow-type reacter. Methymethacrylate, tetramethyltin and styrene were chosen as the monomer to be used. The delineated pattern in the resist was developed with gas-flow-type reactor using an argon and 02 as etching gas. We studied about the effects of discharge power and mixing rate of the co-polymerized thin :film. The molecular structure of thin film was investigated by ESCA and IR, and then was discussed in relation to its quality as a resist.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권1호
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• pp.72-75
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• 2012

Strain-free AlGaN/GaN 나노선을 기판에 분산시킨 후 E-beam lithography(EBL)를 이용해 단일 나노선 자외선 센서를 제작하였다. 나노선의 구조적, 광학적 특성을 분석하기 위해 focused ion beam(FIB), photoluminescence, micro-Raman spectroscopy를 이용하여 나노선의 strain 및 형태를 조사하였다. 자외선 센서로서의 특성 여부를 확인하기 위하여 빛을 차단 한 조건과 자외선을 조사하는 조건하에서 current-voltage(I-V) 특성을 측정하였으며 각각 9.0 ${\mu}S$과 9.5 ${\mu}S$의 전기전도도(conductance)를 얻었다. 자외선 조사 조건하에서 excess carrier의 증가로 인해 전기전도도가 약 5%가 향상되었음을 알 수 있었다. 자외선을 반복적으로 조사하는 과정의 실험을 통해 우수한 포화 시간(saturation time)과 감쇠 시간(decay time)을 얻었다. 따라서 AlGaN/GaN 나노선은 자외선 센서로서 많은 가능성을 가지고 있음을 확인하였다.

• 한국진공학회지
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• 제20권1호
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• pp.63-69
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• 2011

본 연구에서는 기존 실리콘 반도체 기술 기반의 포토 및 이빔 리소그래피 공정을 통하여 유기 반도체 소자를 패터닝하였다. P3HT나 PEDOT 등의 유기 반도체는 용매에 녹기 때문에 MIMIC (micro-molding in capillaries)이나 inkjet printing 기술을 이용하여 마이크로미터 크기의 소자 제작이 가능하였으나, 펜타신은 용매에 녹지 않기 때문에 매우 복잡한 방법으로 마이크로미터 크기의 소자를 제작하여왔다. 그러나, 본 연구에서는 원자층 증착 방법으로 증착한 산화 알루미늄막을 펜타신의 보호층으로 이용하여 기존의 포토 및 이빔 리소그래피 방법으로 마이크로미터크기의 펜타신 소자를 제작하였으며 그 전기 특성을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.484-485
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• 2011

반사방지(Anti-Reflection, AR) 특성은 태양전지, LED, 광검출기 등의 광전소자와 디스플레이의 효율과 투과도를 향상시키기 위해 적용되고 있다. 또한 최근에 네비게이션, 스마트폰의 보급 증가로 인해 소형 디스플레이에 지문방지와 동시에 반사방지 기능을 갖는 필름이 사용되고 있다. 현재 적용되고 있는 반사방지 필름은 다층박막 코팅으로 형성된 필름[1]으로 생산단가와 박막의 내구성 및 신뢰성에 문제점을 가지고 있다. 이런 문제점을 해결하기 위해 나노구조로 제작 되는 반사방지 필름에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다[2]. 나노구조로 형성된 반사방지 구조는 moth-eye 구조라고 하며, 기본 원리는 원뿔 형태를 형성된 나노 구조를 통해 공기와 나노구조 사이의 유효 굴절률을 서서히 변화시켜 반사를 줄이는 것이다. 그러므로 moth-eye 나노구조는 파장 이하의 pitch와 파장 크기의 높이를 갖도록 구조가 제작되어야 한다[3]. Photo-lithography[4], e-beam lithography[5], interference lithography[6], dip-pen nanolithography[7], hybrid nano-patterning lithography[8] 등 여러 가지 방법으로 나노 구조를 제작하고 있으나, 네비게이션이나 스마트폰 등에 적용될 수 있는 대면적으로 제작하기 위해서는 roll-to-roll printing과 같은 대면적 공정을 이용하여 제작하는 것이 필요하다. 본 논문에서는 원통형 알루미늄 rod에 양극산화를 통해 다공성 AAO(anode aluminium oxide) template를 제작하고, roll-to-roll printing 기술을 사용하여 moth-eye 나노구조를 갖는 반사방지 필름을 제작하는 것에 대해 기술하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.218.2-218.2
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• 2014

그래핀은 높은 전기 전도도와 열전도도, 기계적 강도를 가지고 있고 동시에 높은 전자이동도($200,000cm^2{\cdot}V{\cdot}^1{\cdot}s{\cdot}^1$) 특성을 갖는 물질로써 차세대 소재로 각광받고 있다. 하지만 그래핀을 소자에 응용하기 위해서는 전사공정과 lithography 공정 과정에서 발생되는 PMMA(Poly methyl methacrylate) residue를 완벽하게 제거해야 하는 문제점이 있다. 특히, lithography 공정 중 완벽하게 PMMA residue 가 제거되지 않고 잔류해 있을 경우에 소자의 life time, performance에 악영향을 준다는 보고가 있다. 이와같은 문제를 해결하기 위해 화학적 cleaning, 열처리를 통한 cleaning, 전류 인가에 의한 cleaning과 같은 방법들을 이용하여 그래핀의 PMMA residue를 제거하는 공정들이 보고되고 있지만, 화학적 cleaning 방법의 경우 chloroform 이라는 독성물질 사용으로 인해 산업적으로 응용이 어렵고, 열처리 방법은 전극 등의 금속이 $200^{\circ}C$ 이상의 높은 온도에서 장시간 노출될 경우 쉽게 손상을 입으며, 전류 인가에 의한 cleaning 방법은 국부적으로만 효과를 볼 수 있기 때문에 lithography 공정 후 PMMA residue를 효과적으로 제거하기에는 한계를 보이고 있다. 본 연구에서는 Ar을 이용하는 Ion beam 시스템을 통해 beam energy를 제어함으로써 PMMA residue를 효과적으로 제거하는 연구를 진행하였다. 최적화된 플라즈마 발생 조건을 찾기 위해 QMS(Quadrupole Mass Spectrometer)를 이용하여 입사하는 ion energy와 flux 양을 컨트롤 하였고, 250 W에서 최적화된 ion energy distribution 영역이 존재한다는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 25 Gauss 정도의 electro-magnetic field를 이용하여 Ar의 ion energy를 10 eV 이하로 낮추어 damage를 최소화함으로써 효과적으로 그래핀을 cleaning 할 수 있었다. Cleaning과정에서 ion bombardment에 의해 발생한 damage는 $250^{\circ}C$에서 6시간 동안 annealing 공정을 거치면서 회복되는 것을 Raman spectroscopy의 D peak ($1335cm{\cdot}^1$) / G peak ($1572cm{\cdot}^1$) ratio 로 확인할 수 있었고, PMMA residue의 cleaning 여부는 G peak ($1580cm{\cdot}^1$)의 blue shift와 2D peak ($2670cm{\cdot}^1$)의 red shift를 통해 확인하였다. 그리고 AFM (Atomic Force Microscopy)을 이용하여 cleaning 공정과정에서 RMS roughness가 4.99 nm에서 2.01 nm로 감소하는 것을 관찰하였다. 마지막으로, PMMA residue의 cleaning 정도를 정량적으로 분석하기 위해 XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy)를 이용하여 sp2 C-C bonding이 74.96%에서 87.66%로 증가함을 확인을 할 수 있었다.