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제안 방법
- 식각 하기 위해 현상공정을 거친 샘플을hot plate 위에서 섭씨 120도에서 120초 간 PR을 하드 베이킹하였다. BOE(Buffered Oxide Etchant)를 6:1로 희석하여 6분간 실리카 기판을 습식 식각하였으며, EKC 830 positive PR stripper를 이용하여 마스크 역할을 하는 남아 있는 PR을 제거하였다. 이와 같이 펨토초 레이저 리소그래피 기술을 이용하여 실리카 표면에 50mm의 초점거리를 가지는 FZP를 제작 하였다.
- FZP는 MathCAD를 사용하여 얻은 일정한 면적을 가지는 환들을 220nJ 의 펄스 에너지를 가지는펨토초 레이저 빔을 20x(NA: 0.4) objective lens를통하여 집광하여 hnm/s의 속도로 이송하며 조사하였다. 렌즈를 통해 집속된 펨토초 레이저 빔을 이용한 가공 선폭은 5nm이며, 3jim간격으로 중첩되게 하여 가공하는데 45분 정도 소요되었다.
- 601 PR을 사용하였다. 깨끗한 실리카(silica) 기판 위에 스핀 코팅기(spin coater)를 이용하여 먼저 HMDS(Hexa Methyl Di Silazane)를 코팅하고 이어서 PRe 4500rpm 속도로 코팅하였다. 그 이후에 섭씨 90도에서 30초간 PR을 약하게 베이킹(baking)하여 샘플을 완성 하였다.
- 본 논문에서는 포토마스크를 사용하지 않고 펨토초 레이저를 이용하여 PR 패터닝을 하고 다시 식각(etching)과 스트리핑(stripping) 공정을 거쳐서 대표적인 회절 광학 소자인 FZP를 실리카 표면에 제작하였다. 제작된 FZP의 빔 프로파일을 측정하여 초점부근에서의 레이저 빔의 강도를 계산하여 초점거리를 실험을 통해 확인하였다 그리고 펨토초레이저리소그래피 기술을 이용한 FZP 제작 과정에서 PR 패터닝, 식각, 스트리핑 결과들은 광학현미경(optical microscope)으로 측정하였다.
- 본 연구에서는 포토마스크를 사용하지 않는 펨토초 레이저 리소그래피 기술을 이용하여 광학계에서 널리 쓰이는 Fresnel zone plate를 실리카 표면에 제작하였다. 실험적으로 측정된 spot size와 intensity 결과를 이용하여 제작된 FZP가 50mm의초점 거리에서 정확하게 빔을 집속 시켜 주는 것을 확인 하였다.
- 8nm)를 조사 하여 거리에 따라 실험적으로 측정된 spot size와 intensity의 그래프를 보여주며, 제작된 FZP가 원하는 초점 거리에서 훌륭하게 빔을 집속 시켜 주는 것을 확인하였다. 이와 같이 마스크를 사용하지 않는 펨토초 레이저 리소그래피 기술을 이용하여 50mm의 초점거리를 가지는 FZP를 제작하고 제작된 FZP의 빔 프로파일을 측정하여 초점부근에서의 레이저 빔의 강도를 계산하여 초점거리를 실험을 통해 확인하였다.
- BOE(Buffered Oxide Etchant)를 6:1로 희석하여 6분간 실리카 기판을 습식 식각하였으며, EKC 830 positive PR stripper를 이용하여 마스크 역할을 하는 남아 있는 PR을 제거하였다. 이와 같이 펨토초 레이저 리소그래피 기술을 이용하여 실리카 표면에 50mm의 초점거리를 가지는 FZP를 제작 하였다. Fig.
- 제작된 FZP의 빔 프로파일을 측정하여 초점부근에서의 레이저 빔의 강도를 계산하여 초점거리를 실험을 통해 확인하였다 그리고 펨토초레이저리소그래피 기술을 이용한 FZP 제작 과정에서 PR 패터닝, 식각, 스트리핑 결과들은 광학현미경(optical microscope)으로 측정하였다.
대상 데이터
- 먼저 펨토초 레이저를 이용한 PR 패터닝을 위해서 310-440nm 파장 영역에서 흡수율이 높은 AZ GXR 601 PR을 사용하였다. 깨끗한 실리카(silica) 기판 위에 스핀 코팅기(spin coater)를 이용하여 먼저 HMDS(Hexa Methyl Di Silazane)를 코팅하고 이어서 PRe 4500rpm 속도로 코팅하였다.
- 최대 출력이 6W이다. 실험에 사용된 스테이지의 x, y축은 선형 모터 스테이지이며 300mm X 300mm의 가공 범위, 5nm의 분해능, 300mm/s의 최대 속력을 가지고 있으며, z축은 스텝 모터스테이지로 100mm의 가공 범위를 가지고 각각 독립적으로 구동된다(Fig. 1). 사용된 레이저 가공시스템은 펨토초 레이저와 빔 전송을 위한 광학계, x-y-z 스테이지로 구성된다.
- 실험에 사용된 펨토초 레이저의 사양은 1030nm 의 중심파장, 250fs의 펄스폭, 100kHz의 반복률을 가지며 최대 출력이 6W이다. 실험에 사용된 스테이지의 x, y축은 선형 모터 스테이지이며 300mm X 300mm의 가공 범위, 5nm의 분해능, 300mm/s의 최대 속력을 가지고 있으며, z축은 스텝 모터스테이지로 100mm의 가공 범위를 가지고 각각 독립적으로 구동된다(Fig.
- 렌즈를 통해 집속된 펨토초 레이저 빔을 이용한 가공 선폭은 5nm이며, 3jim간격으로 중첩되게 하여 가공하는데 45분 정도 소요되었다. 이와 같이 1030nm 파장을 가지는 펨토초 레이저를 이용하여 원하는 형태의 패턴 모양으로 펨토초 레이저를 조사하여 경화하고 약 30초 정도 현상하였으며 현상용액(developer)은 AZ 300 MIF를 사용하였다. 식각 하기 위해 현상공정을 거친 샘플을hot plate 위에서 섭씨 120도에서 120초 간 PR을 하드 베이킹하였다.
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