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펨토초 레이저를 이용한 미세 PR 패터닝
Femtosecond Laser Lithography for Maskless PR Patterning 원문보기

한국정밀공학회지 = Journal of the Korean Society for Precision Engineering, v.26 no.6 = no.219, 2009년, pp.36 - 40  

손익부 (광주과학기술원 고등광기술연구소) ,  고명전 (광주과학기술원 고등광기술연구소) ,  김영섭 (광주과학기술원 고등광기술연구소) ,  노영철 (광주과학기술원 고등광기술연구소)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Development of maskless lithography techniques can provide a potential solution for the photomask cost issue. Furthermore, it could open a market for small scale manufacturing applications. Since femtosecond lasers have been found suitable for processing of a wide range of materials with sub-microme...

주제어

#펨토초 레이저 가공   #포토레지스트   #패터닝   #리소그라피  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 이러한 펨토초 레이저 PR 경화 기술을 이용하여 기존의 반도체 공정 기술이 대량 생산에는 용이하지만 공정이 복잡하고 고가의 장비가 필요하다는 단점을 극복하고 1pm 전후의 선폭을 가지는 미세패터닝 결과를 얻었다. 이러한 마스크가 필요 없는 펨토초 레이저 리소그라피 기술은 포토마스크(Photomask)의 가격 문제에 관한 해결책을 제시할 수 있으며 공정이 비교적 쉽고 간단하며 서브미크론의 선폭을 가지면서 다양한 분야의 물질들을 가공할 수 있으며, 특히 회절광학소자 제작에 유용할 것이다.
  • 본 논문에서는 포토마스크를 사용하지 않고 펨토초 레이저를 이용하여 PR 을 직접 어블레이션하여 패터닝하는 방법과 리소 그라피 기술을 접목하여 서브마이크론 크기의 선폭으로 PR 패터닝 하는 방법을 실험적으로 보이고 비교하였다. 가공된 PR 패턴들은 광학현미경 (Optical microscope) 과 SEM(Scanning electron microscope)으로 즉정하였으며 레이저 펄스 에너지와 펄스 수(Number of pulse) 가 PR 선 폭에 주는 영향을 분석하였다.
  • 본 연구에서는 펨토초 레이저리소그라피 기술을 통하여 펄스 에너지와 펄스 수에 따른 특성을 실험적으로 분석하였다. 100개와 1000개의 펄스를 각각 연속적으로 같은 지점에 조사하여 PR 층이 완전히 경화되도록 하고 현상하였다.
  • 펨토초 레이저어블레이션을 이용한 직접 PR 패터닝의 이러한 장점들에도 불구하고 왜 펨토초 레이저 리소그라피 방법을 사용하는지 알아보자. 그림 3은 펨토초 레이저를 이용한 PR 직접 어블레이션 방법으로 가공한 실험의 SEM 측정 사진이다.
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참고문헌 (10)

  1. Pronko, P. P., Dutta, S. K., Squier, J., Rudd, J. V., Du, D. and Mourou, G., "Machining of sub-micron holes using a femtosecond laser at 800nm," Opt. Comm., Vol. 114, Issues 1-2, pp. 106-110, 1995 

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  2. Korte, F., Serbin, J., Koch, J., Egbert, A., Fallnich, C., Ostendorf, A. and Chichkov, B. N., "Towards nanostructuring with femtosecond laser pulses,"Applied Physics A: Materials Science & Processing, Vol. 77, Issue 2, pp. 229-235, 2003 

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  3. Koch, J., Fadeeva, E., Engelbrecht, M., Ruffert, C.,Gatzen, H. H., Ostendorf, A. and Chichkov, B. N.,"Maskless nonlinear lithography with femtosecond laser pulses," Applied Physics A: Materials Science & Processing, Vol. 82, Issue 1, pp. 23-26, 2006 

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  5. Sohn, I.-B., Lee, M.-S., Woo, J.-S., Lee, S.-M. and Chung, J.-Y., "Fabrication of photonic devices directly writtern within glass using a femtosecond laser," Optics Express, Vol. 13, No. 11, pp. 4224-4229, 2005 

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  6. Chung, I. Y., Kang, K. H., Kim, J. D., Sohn, I. B., Noh, Y. C. and Lee, J. M., "Femtosecond Pulsed Laser Ablation of OLED Shadow Mask Invar Alloy,"J. of KSPE, Vol. 24, No. 12, pp. 50-56, 2007 

  7. Kawata, S., Sun, H. B., Tanaka, T. and Takada, K., "Finer feature for functional microdevices," Nature, Vol. 412, No. 6848, pp. 697-698, 2001 

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  8. Lee, S. W., Cho, M. J., Lee, S. K., Kong, H. J., Yang, D. Y., Park, S. H., Lim, T. W., Kim, R. H. and Lee, K. S, "Distortion of Structure in Two - Photon AbsorbedPhotopolymerizing Three Dimensional Fabrication," Optical Society of Korea Annual Meeting, pp. 46-47, 2005 

  9. Maruo, S. and Kawata, S., "Two-photon-absorbed near-infrared photopolymerization for three-dimensional microfabrication," Journal of Microelectromechanical System, Vol. 7, No. 4, pp. 411-415, 1998 

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  10. Maruo, S., Nakamura, O. and Kawata, S., "Threedimensional microfabrication with two-photonabsorbed photopoly-merization" Optics Letters, Vol. 22, No. 2, pp. 132-134, 1997 

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