초록 ▼

본 연구는 모세관 리소그라피를 이용한 100mn급 나노 구조를 4인치 웨이퍼위에 균일하게 얻을 수 있는 공정 모델링 과 이론적인 이해를 목표로 하였다. 기존의 모세관 리소 그라피 방법은 PDMS를 사용하였지만, 물질의 특성으로 resolution의 한계가 있었다. 따라서100n급 나노 구조물을 만들 수 있는 고분자 물질을 조사하였고, poly(methyl methacrylate) (thermoplastic), poly(urethane) (W curable polymer)를 이용하여 실험을 하였다.PMMA는 온도를 150도 정도로 가

본 연구는 모세관 리소그라피를 이용한 100mn급 나노 구조를 4인치 웨이퍼위에 균일하게 얻을 수 있는 공정 모델링 과 이론적인 이해를 목표로 하였다. 기존의 모세관 리소 그라피 방법은 PDMS를 사용하였지만, 물질의 특성으로 resolution의 한계가 있었다. 따라서100n급 나노 구조물을 만들 수 있는 고분자 물질을 조사하였고, poly(methyl methacrylate) (thermoplastic), poly(urethane) (W curable polymer)를 이용하여 실험을 하였다.PMMA는 온도를 150도 정도로 가열하여 (유리 전이온도는 약 105도) 약 10분 정도 열처리하였고 상온으로 식힌 후 몰드를 제거하였고 poly(urethane)는몰드를 접착하고 가열하는 대신 PU를 패터닝 물질로 사용하여 Iy로 경화시키는 방법으로 공정을 진행하였다. 모세관 리소 그라피는 자연적 인 현상인 모세관현상을 이용함으로써 경제적으로 저렴한 공정 이며, 기술적으로도 신속, 대면적 공정 이 가능하다. 한편 이 경우 4inch 대면적에 균일한 패턴 전사를 위하여 가열, 가압, W curing을 동시 에 가 는 장비를 확보하여 균일한 공정 환경을 조성하였다.뿐만 아니라 기존의 모세관 현상을 설명하였던 Poiseuille 모델이 실험적인 결과를 충분히 설명하지 못하여, 새로운 이론을 정립하여 해외의 저널에 공표되었으며 본 공정을 보다 $정량적\sim이론적으로$ 이해 할 수 있었다.

Abstract ▼

Development of nanofabrication methods uSIng capillary force lithographyPhotolithography has been the main stay for nanofabrication for electronic and optical devices for the last few decades. Because of some intrinsic problems photolithography has for sub-100-nm patterning, there has been a growing

Development of nanofabrication methods uSIng capillary force lithographyPhotolithography has been the main stay for nanofabrication for electronic and optical devices for the last few decades. Because of some intrinsic problems photolithography has for sub-100-nm patterning, there has been a growing demand for alternative nanofabrication methods to replace photolithography.Capillary force lithography (CFL) is one of such alternative methods for fabricating nanostructures on a large area in a relatively simple manner. In the method, a patterned elastomeric mold is in place on a spin-coated polymer and then heated well above the polymer''s glass transition temperature. In the course of heating process, capillarity forces the polymer melt to fill up the void space of the mold as a result of capillary action. The technique is extremely simple and economically viable process.Since a PDMS mold is not stable for sub-100-nm features due to low elastic modulus of PDMS, we adopted a new type of mold consisting of polyurethane backbone with acrylate group for enhanced mechanical stiffness. As the mold contains polyurethane and acrylate groups, it can be termed PDA mold. Using this mold, we were able to achieve sub-l00-nm patterns on a large area up to 4 inch in a single step. Furthermore, it takes significantly less time and cost compared to other nanofabrication methods so that CFL would be potentially useful for high throughput processing for future nano-related technologies.