[보고서]다층 나노임프린트 장비 핵심원천 기술개발

이재종

보고서 정보

주관연구기관

한국기계연구원
Korea Institute of Machinery and Materials

연구책임자

이재종

참여연구자

김기범 , 신용범 , 정기훈 , 전석우 , 박성국 , Helmut Schift , 최기봉 , 김기홍 , 임형준 , 박중호 , 신영재 , 이성휘 , 김병인

보고서유형

최종보고서

발행국가

대한민국

언어

한국어

발행년월

2012-05

과제시작연도

2011

주관부처

교육과학기술부

사업 관리 기관

한국연구재단

등록번호

TRKO201200007313

과제고유번호

1345162549

사업명

21세기프론티어연구개발

DB 구축일자

2013-04-18

키워드

나노임프린트장비.나노스테이지.오버레이/정렬.독립구동.임프린트 헤드.메모리소자.고세장비 스템프.디몰딩.Nanoimprint lithography.Nano Stage.Overlay/alignment.Independently controlled imprint head.MOSFET.High aspect ratio.stamp.Demolding.

표 나노 패터닝 시장 동향 : 나노 패터닝 시장은 2005년 $46.26M에서 2010년 $292.74M로 연평균 44.6% 성장할 것으로 기대됨.
표 Fabricated hollow piezoelectric actuator
표 Characteristics of the fabricated hollow piezoelectric actuator
표 Displacement characteristics of the actuators
표 Hysterisis and bidirectional characteristics of the actuator
표 Experimental apparatus for voltage-force characteristics
표 Generated force and dynamic characteristics of the actuator
표 피에조 구동 스테이지 구조
표 PP 조인트 체인의 구성
표 탄성힌지의 치수
표 탄성힌지 메커니즘의 FEM 모델
표 FEM 해석결과
표 압전구동 스테이지
표 구동 영역
표 스텝응답
표 다단 스텝응답
표 주파수 응답
표 원 윤곽제어 결과
표 정사각형 윤곽제어 결과
표 3자유도 압전구동 스테이지
표 압전 스테이지
표 스테이지 평가
표 ISPI 정렬방법의 원리
표 ISPI 신호 영상 및 해석 방법
표 정렬 측정 시스템
표 다양한 격자 조합별 ISPI 신호 특성
표 피치 조합별 정렬 분해능
표 년차별 정렬 분해능 목표
표 HSQ에 형성된 nano dot pattern 및 scum으로 인한 전사 실패의 예
표 a) TMAH에 대한 HSQ의 시간에 따른 contrast curveb) develop이 진행됨에 따라 발생하는 un-soluble layer에 대한 가시도
표 25nm pitch를 가지는 nano dot에 대한 development와 two-step development를 수행한 결과
표 50, 40, 30, 25nm pitch를 가지는 nano dot array 및 AFM 측정 데이터
표 Thermal NIL 결과로 얻어진 50, 40, 30, 25nm pitch르 f가지는 nano hole array 패턴
표 제작된 nano dot array의 side wall profile 및 20nm pitch 결과
표 a) Vacuum pre-treatment를 통해 얻어지는 높은 contrast value. pre-bake를 한 경우의 5.5보다 높은 6.8의 값을 얻음.b) pre-bake를 한 경우 나타나는 scum, c) two-step development를 통해 얻어지는 scum이 제거된 HSQ pattern, d) vasuum pre-traement를 통해 scum이 제기된 nano-dot pattern
표 two-step development를 이용한 경우의, 기존의 pre-bake인 95도, 1분 공정과 vacuum pre-treatment의 비교
표 a) HSQ에 e-beam 리소그래피 후 development를 통해 얻어진 HSQ에서의 nano dot 패턴
표 SF6 + Cl2 RIE를 이용한 경우 얻어지는 etch rate와 etch selectivity. SF6의 비율을 조절하였을 경우 SF6의 비율이 50%일 경우 수직으로 Si 기판을 etching할 수 있으며, 2.5정도의 etch selectivity를 가짐.
표 SEM 이미지를 통하여 약 100nm 이상의 height르f 가지는 100nm pitch dot array가 수직으로 잘 형성된 것을 관찰할 수가 있으며, diameter가 약 22nm이고 height가 100nm 이상이므로 4 이상의 세장비를 가짐
표 34% O2에서 positive cut이 없음을 확인 하였으며 이때 식각비는 4:1 wjdehfh 얻어짐. 이 공정을 이용하여 최소 15nm pitch를 가지며 4:1 이상의 세장비를 가지는 Si nano dot attay mold를 성공적으로 제작
표 a) 40nm pitch, b) 30nm pitch, c) 25nm pitch, d) 20nm pitch, e) 15nm pitch를 가지는 Si nano-dot pattern, f) 25nm pitch를 가지면서 대면적 (40um X40um)에서 형성된 Si nano-dot pattern
표 각 does에 따른 dot size 변화레 대한 실험 결과 및 simulation 결과 비교
표 각 does에 따른 dot size 변화에 대한 simulation 결과
표 새로운 적층 구조를 가지는 UV NIL 스탬프와 이를 이용하여 만들어진 nano dot array 스탬프
표 a-Si을 사용한 UV NIL 몰드에 대한 예상되는 투과도 및 개념도
표 Schematic diagram으로 나타낸 shadow mask evaporation 공정, 1) Cr과 같은 oxygen plasma에 식각되지 않는 metal layer를 나노임프린트 resist의 표면과 20도의 각도로 표면에만 증착. 2) Oxygen plasma를 이용하여 residual layer를 제거. 3) 이 때 표면에 증착된 Cr layer가 표면을 보호하고 residual layer가 제거되면서 under cut을 형성. 4) Under cut이 형성되어 있기 때문에 위의 그림 4)에서 볼 수 있듯이 표면에 증착된 metal과 hole안에 채워진 metal이 완벽한 분리가 일어남. 5) 이와 같은 공정을 이용하여 lift off 공정 진행
표 위와 같은 shadow mask evaporation 공정을 이용하여 제작된 Ti 2nm / Ni 5nm로 구성된 metal nano dot array.
표 PMMA에 위해 형성된 nano hole pattern 및 metal 증착과 lift-off를 통해 형성된 nano dot array
표 형성된 50, 40, 30, 25nm pitch를 가지는 Co/Pd 자성 양자점
표 Co/Pd로 이루어진 자성 양자점의 AFM, MFM 측정 결과
표 E-beam lithography에 의한 HSQ 패터닝과 잔류막 제거후의 SEM 이미지및 CD 변화.
표 350oC 열처리 후 HSQ 나노 패턴의 SEM 이미지.
표 스패이서 패터닝을 이용한 실리콘 양각 마스터 몰드 제작 공정 모식도.
표 스패이서 패터닝으로 제작된 실리콘 양각 마스터 몰드의 평면 및 단면 SEM 마스터 나노패턴의 SEM 이미지.
표 a) 산화공정 및 산화막 제거 후, b) KOH를 이용한 이방성 습식각 후 실리콘 마스터 나노패턴의 SEM 이미지.
표 스패이서 패터닝과 CMP를 이용한 실리콘 음각 마스터 몰드 제작 공정 모식도.
표 스패이서 패터닝과 CMP 공정으로 제작된 실리콘 음각 마스터 몰드의 SEM 이미지.
표 우레탄의 양과 표면으로부터 깊이에 따른 복제 몰드 재료의 Young’s modulus.
표 우레탄의 양과 표면으로부터 깊이에 따른 복제 몰드 재료의 Young’s modulus.
표 복제 몰드 제작용 precursor의 화학 구조.
표 22 nm 치수의 a) 실리콘 마스터, b) Si-SSQA/acrylic 복제 몰드 및 c) 복제몰드를 이용한 UV-임프린팅 결과.
표 a) 석영 마스터와 b) Si-SSQA/acrylic 복제 몰드의 임프린트 공정 기포 평가 결과.
표 폴리실리콘 게이트 식각을 위하여 스패이서 패터닝으로 형성된 산화막 마스크 형상.
표 a) RTO 공정 온도에 따른 SiO2 게이트 절연막 두께 및 b) ALD로 성장한 HfO2 박막 두께에 따른 high-k 게이트 절연막의 CET(capacitive effective thickness).
표 a) RPN을 진행하지 않은 HfO2 박막과 b) N2-RPN 및 c) NH3-RPN을 진행한 HfO2 박막의 XPS 분석 결과
표 RPN을 진행하지 않은 경우와 N2- 및 NH3-RPN을 진행한 HfO2 박막의 TEM 분석 결과
표 RPN을 진행하지 않은 경우와 N2- 및 NH3-RPN을 진행한 HfO2 박막의 누설전류 및 capacitance 특성
표 a) PSG와 solid phase doping을 이용한 shallow S/D estension 형성 모식도 및 b) 접합 깊이에 대한 SIMS 분석 결과.
표 Low energy 이온주입과 SPD에 의한 소스/드레인 형성 MOSFET의 simulation 구조.
표 Low energy 이온주입과 SPD에 의한 소스/드레인 형성 MOSFET의 ID-VG 및 ID-VD simulation 결과.
표 Sub-32nm 게이트 MOSFET 제작 결과: 제작된 MOSFET의 a) 평면 SEM 이미지, b) 단면 SEM 이미지, c) 32nm 및 22nm MOSFET 게이트의 TEM 이미지, d) MOSFET 제작 주요 공정 조건.
표 32nm 및 22nm 게이트 MOSFET 특성 측정 결과: a) ID-VG 특성, b) ID-VD 특성.
표 3차원 단층 임프린팅을 이용한 자기정렬 FET 제작 공정 모식도.
표 단층 임프린트 자기정렬 FET 제작을 위한 3D 실리콘 마스터 제작 공정 순서도.
표 3D 실리콘 마스터 제작 결과.
표 a) 3D 실리콘 마스터, b) 복제 몰드 및 c) 임프린트 패턴의 SEM 이미지.
표 a) Ag 잉크의 자기 조립 실험에 사용된 실리콘 마스터, b) 복제 몰드를 이용한 임프린트 패턴 및 c) Ag 잉크의 자기 조립 실험 결과.
표 3D 단층 임프린트 자기정렬 트랜지스터의 단면 구조 모식도와 게이트 크기가 10㎛와 0.5㎛인 자기정렬 트랜지스터의 제작 결과.
표 3D 단층 임프린트 자기정렬 트랜지스터 특성 측정 결과: a) ID-VG 특성, b) ID-VD 특성.
표 나노플라즈몬 바이오케미칼 분자 검출 소자용 나노구조체 어레이 설 계
표 Silicon stamp 제조 공정
표 나노임프린트 리쏘그라피 공정
표 경사증착법
표 경사증착법을 사용하지 않은 경우의 나노닷 어레이 패턴 결과
표 5인치 글라스 웨이퍼상에 형성된 금나노닷 어레이
표 Glycerol 농도에 따른 나노닷어레이의 플라즈몬 스펙트럼
표 각 용액의 굴절률과 그에 따른 나노플라즈몬 밴드의 파장변화
표 각 용액의 굴절률변화에 대한 나노플라즈몬 밴드의 파장 의존성
표 Nanoplasmonic crystal 제조공정과 구현된 나노SPR칩
표 대면적 웨이퍼 상에 다양한 나노 SPR 센서칩 구조 구현
표 한 개의 나노필러 스탬프를 활용하여 파생되는 다양한 나노구조체 어레이칩 제조
표 AAO template 제작과정 모식도
표 미세원소분석기를 이용한 원소분석표와 그래프
표 AAO template과 Au-AAO template의 반사율 그래프 a) Reflectance of AAO template b) Reflectance of Au-AAO template
표 AAO template과 Au-AAO template의 반사율 비교 그래프
표 나노 SPR 시스템의 모식도와 제작된 측정모듈 (2채널, 반사형)
표 나노플라즈모닉 센서표면에 hIL5 항체 고정후(적색), hIL5가 결합되었을때의 파장변화(녹색), 검출항체 고정화(청색), 마지막으로 효소침전 반응후(분홍색)의 플라즈몬 스펙트럼변화
표 다양한 hIL5 농도에 따른 각 고정화 단계에서의 플라즈몬 밴드 파장 변화
표 침전반응후 표면 상태
표 반딧불이 랜턴의 외피층에서 발견된 나노패턴.
표 무반사 폴리머 렌즈 공정 과정.
표 폴리머 렌즈의 패턴 높이별 광투과도 변화.
표 렌즈에 입사되는 빛의 각도에 따른 투과도 변화.
표 (좌) 기계 가공 및 알루미늄 양극산화를 이용한 금속 기반 양극산화 주형을 제작. 주형을 통한 폴리머 무반사 패턴을 전사. (중간) 주형과 폴리머 무반사 패턴의 SEM 이미지. (우) 무반사 패턴의 투과율 향상을 측정.
표 무반사 구조의 형상 변화를 통한 반사율 감소. 마이크로렌즈 어레이와 무반사 마이크로렌즈 어레이 표면 반사 광학 이미지. 무반사 구조의 SEM 이미지. 무반사 구조에 의한 광학이미지 특성 향상.
표 ROMP 방법으로 합성된 아조고분자 및 PnP 공정 모식도
표 다양한 2차원 표면 격자 구조를 갖는 AFM 이미지 및 광학 시뮬레이션 결과
표 PnP 기술을 이용한 단면 또는 양면 코팅 공정
표 다차원 구조체의 광 특성 변화
표 다차원 구조체의 광 특성 변화
표 PDMS 및 PUA를 사용한 고종횡비 나노구조물 전사
표 PDMS 마스크와 PUA 마스크의 PnP 적용 및 제작되는 3차원 나노구조물 비교
표 PUA/PDMS 위상 마스크에 의한 고품질의 3차원 나노구조물 제작
표 3차원 나노구조화된 고신축성 PDMS의 제조 방법
표 Photo-bleaching effect를 이용한 두꺼운 3차원 나노구조물 제작
표 다중 마스크 사용을 통한 기하학적으로 패턴된 3차원 나노소재
표 3차원 나노구조화된 PDMS의 신축성 실험 결과
표 신축성 향상 메커니즘 (연결부위 회전 이론)
표 2D FEM model and boundary conditions used for demolding sumulations.
표 Von Mises stress evolution in PMMA resist during normal demolding for single symmetric structure. For 0.1 s, the figure is scaled according to the highest stress occurring in Si while for other demolding time, the figures are scaled based on the highest stress in the molded PMMA in order to provide better stress contrast.
표 Von Mises stress evolution as a function of demolding time at the vertical sidewall of the molded PMMA for single symmetric structure.
표 Von Mises stress evolution as a function of demolding time at the vertical sidewalls of three sidewalls located differently from the symmetry center.
표 (Left) Von Mises stress distribution and (right) normalized Von Mises stress distribution in the PMMA resist layer at the first maximum stress during the demolding process in the vicinity of the edge of high stress concentration for different demolding temperatures. The upper left figure presents the stress distribution for the entire Si stamp/PMMA resist/Si substrate system.
표 (a) Shear stress distribution at the outmost structure as a function of demolding time, (b) the highest local stress as a function of demolding time for modified and unmodified stamp, (c) a schematic of a strategy to improve demolding process by employing auxiliary structures with a draft angle, and (d) imprinted polycarbonate with a stamp with a draft angle
표 SEM micrographs for a Si stamp structure before and after amorphous Si3N4 coating.
표 (Left) Desing of mold structures with annular microstructures surrounding main micropost (right) filling height for different size of surrounding annular microstructures.
표 a) FEM model and the boundary conditions. The interface between the resist (top) and silicon stamp (bottom) was modeled with cohesive zone elements and b) Loading and unloading behavior of the cohesive zone element used to simulate the resist/stamp interface.
표 Chemical structures of the resist components used, their compositions, and physical properties.
표 a) Von Mises stress development during curing and demolding. b) The maximum local Von Mises stress and c) normalized maximum local Von Mises stress for different resist compositions during curing (the first stage) and demolding (second stage).
표 a) Cracked and failed channels imprinted using PP98 resist on the 4.5 μm deep silicon stamp. The other resists were imprinted successfully. When the 15 μm deep silicon stamp was used none of the resists could be imprinted successfully. However, the defects were significantly less observed when the PP70 resist was used b) compared to the PP45 resist C).
표 a) Schematic views of UV-NIL and demolding force measurement: 1) the stamp mounted on the aluminum mold beds, 2) dispensed resist, 3) UV curing and 4) demolding; b) a typical load vs. extension graph for PP70 resist. Arrow indicates the magnitude of demolding force.
표 a) Demolding force versus depth of a grating stamp for resists with different cross-linking agent content and b) Adhesion and shrinkage force per area for grating and pillar stamps versus cross-linking agent concentration.
표 a) Fourier Transform Infrared (FTIR) spectroscopy of PP49 before and after curing, b) FTIR spectroscopy of the cured PPGDA based resists; arrow indicates the acetate peak, and c) acetate peak intensity increases by increasing cross-linking agent concentration for both PPGDA and TPGDA based resistsak at ~ 1240 cm-1, and d) Variations of Young’s modulus of the resists with cross-linking agent content.
표 Demolding force shows a significant dependence on resist Young’s modulus.
표 a) A photograph of a large area PDMS stamp. b) and c) cross sectional SEM images of the stamp structures.
표 UV resist printed on surfaces of steps by thin PDMS stamp which was sandwitched and clamped between PDMS substrate and PDMS nagavie replica of PMMA.
표 3D molded micrograting patterns formed a) inside microfluidic channels and b) on microsteps.
표 Cross-sectional SEM images and schematics of mold filling for 3-D molded PMMA samples. The depth and width of structures in the brass mold are a) significantly larger than b) comparable to the thickness of the PDMS stamp.
표 Optical micrographs of a PDMS stamp after being used in 3-D molding of micrometer scale channels.
표 a) SEM image of an elephant ear leaf surface used as a master for creating large area PDMS intermediate stamps. b) 3-D integration of the copied leaf structures into a microchannel.
표 Process scheme: Polymer line structures are generated by nanoimprint lithography and window opening before a hydrophobic surfactant coating is applied. Depending on minor modification of the stamp design, randomly distributed dots a) or a regular pattern b) are formed during a subsequent reflow step.
표 Left side: SEM micrograph of a silicon stamp showing nodes along 100 nm wide line cavity (detail in insert). The period of nucleation points is 500 nm.
표 SEM micrograph of silicon substrate with hemispherical dots after pattern transfer using anisotropic RIE (pitch 500 nm in both orthogonal directions).
표 SEM micrographs of two structures after 20 h of reflow (lines indicate width and height). In the upper micrograph, the lens is spread to15.4 mm (height 1.1 mm), while in the right one it stays at 6.3 mm (height 2.3 mm) due to silane MVD coating before reflow. The calculated contact angles (CAp)of16°and73°,respectively,correspondwellwiththemeasuredvalues.
표 Evaluation chart on the variation of geometrical dimensions of line and node distances in the mold. It enables to find the conditions under which the reflow process leads to the formation of ordered nanospheres.
표 Optical micrographs taken from a 300 nm thick mr-I9030E thermocurable resist (imprint time 90 s).
표 Micrographs (4 sections from a movie) taken from interferometric data from molded resist with the Nanoview 3D microscope. The stamp consists of a 10 mm period orthogonal array with 0.24 mm deep 5 mm square pillars.
표 Process route for the fabrication of polymer-based, bendable working stamps with hybrid 3-D pattern as needed for roll-embossing.
표 Illustration depicts the detailed view on the hybrid 3-D patterns during working stamp manufacture and subsequent replication using roll-to-plate UV-nanoimprint lithography.
표 The pattern replication into a flat substrate is carried out by roll motion of the flexible working stamp wrapped around a roll-cylinder and simultaneous UV-exposure.
표 개발된 단층/다층나노임프린트 장비
표 상용화된 UV/Thermal 하이브리드 나노임프린트 장비
표 개발되어 운영되고 있는 나노임프린트 장비 (KIMM, Class 100)
표 개발된 다층 나노임프린트 장비의 사양 (ANT-6Hx)
표 롤방식 나노임프린트 공정 및 나노임프린트 실험결과 (DVD, PDMS 스템프)
표 Ag 나노잉크기반 롤방식 나노임프린트 공정 및 실험결과 (15nm 및 60nm 패턴)
표 나노임프린트 및 광 리소그래피 융합공정을 이용한 패터닝 실험결과
표 롤 나노임프린트 장비를 이용한 유연기판 나노패터닝 실험결과 (선폭 180nm)
표 나노임프린트 장비를 이용한 HDD용 20nm pitch의 실험결과
표 나노임프린트 장비를 이용한 8인치급 유연기판 나노패터닝 실험결과 (200nm)
표 나노/마이크로 복합 렌즈 형상 (National Taiwan Univ.)
표 다층 나노구조물 제작을 위한 롤 나노임프린트 기술 개요 (The Univ. of Tokyo)
표 a) 나노임프린트를 이용한 TFT-LCD의 메탈 게이트 ((주)삼성전자), b) 임프린트 공정을 이용하여 제작한 15인치 TFT-LCD Panel ((주)LG Display)
표 과일껍질 표면에 있는 잔류 농약의 초고감도 측정 (Nature 2010)
표 독일의 하이델베르크대를 중심으로한 공동 연구진들에 의해 개발된 대 면적 나노구조 형성 기술. 교질입자의 자기조립현상을 이용하여 금 나노 입자를 단일층으로 형성하고 이를 마스크로 하여 식각함으로써 대면적으로 나노구조를 형성했으며, 극자외선 영역에서 3 - 5%의 투과율 증가를 보여줌.
표 왼쪽부터 순서대로 3차원 배터리, 광전자 소자, 3차원 그래핀, 염료감응 형 태양전지.

과제명(ProjectTitle) :	-
연구책임자(Manager) :	-
과제기간(DetailSeriesProject) :	-
총연구비 (DetailSeriesProject) :	-
키워드(keyword) :	-
과제수행기간(LeadAgency) :	-
연구목표(Goal) :	-
연구내용(Abstract) :	-
기대효과(Effect) :	-

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 제목(한글), 저자명(한글), 발행일자, 전자원문, 초록(한글), 초록(영문) 관리번호, 제목(한글), 제목(영문), 저자명(한글), 저자명(영문), 주관연구기관(한글), 주관연구기관(영문), 발행일자, 총페이지수, 주관부처명, 과제시작일, 보고서번호, 과제종료일, 주제분류, 키워드(한글), 전자원문, 키워드(영문), 입수제어번호, 초록(한글), 초록(영문), 목차
저장형식	Text(ASCII format) Excel format
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

다층 나노임프린트 장비 핵심원천 기술개발
Development of Core Technologies for Multi-layer Nanoimprint Lithography Equipments 원문보기

초록 ▼

Abstract ▼

목차 Contents

표/그림 (166)

표/그림 (166)

연구자의 다른 보고서 :

참고문헌 (25)

연구과제 타임라인

관련 콘텐츠

원문 보기

이 보고서와 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

다층 나노임프린트 장비 핵심원천 기술개발 Development of Core Technologies for Multi-layer Nanoimprint Lithography Equipments 원문보기

초록 ▼

Abstract ▼

목차 Contents

표/그림 (166) 모든 표/그림 보기

표/그림 (166) 슬라이드로 보기

연구자의 다른 보고서 :

이재종 (83) 김기범 (4) 박성국 (1) 최기봉 (36) 김기홍 (26) 임형준 (19) 박중호 (26) 신영재 (67) 이성휘 (47) 김병인 (46)

참고문헌 (25)

연구과제 타임라인

전체(0) 논문(0) 특허(0) 보고서(0)

전체(0) 논문(0) 특허(0) 보고서(0)

관련 콘텐츠

원문 보기

이 보고서와 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

다층 나노임프린트 장비 핵심원천 기술개발
Development of Core Technologies for Multi-layer Nanoimprint Lithography Equipments 원문보기

표/그림 (166)

표/그림 (166)