초록 ▼

본 연구는 리소그래피 기반의 패터닝 공정을 이용하여, 나노바이오소자에 적용이 가능한 3D 나노-마이크로 하이브리드 구조체 제작에 관한 것이다.
1단계에서는 리소그래피 시스템 및 공정 기술에 관한 연구를 수행하였고, 연구수행 방법 및 내용은 크게 아래의 5가지로 구분 된다.
1) 3D 하이브리드 구조체 나노패터닝 공정 개발
- 고세장비 Si 스탬프 적용, Spin-on-Glass 이용한 나노스탬프 복제 공정 개발
- 롤 나노임프린트 기반, 용액전사 공정으로 잔류층이 없는 나노메쉬 구조체 제조
2) Aberr

본 연구는 리소그래피 기반의 패터닝 공정을 이용하여, 나노바이오소자에 적용이 가능한 3D 나노-마이크로 하이브리드 구조체 제작에 관한 것이다.
1단계에서는 리소그래피 시스템 및 공정 기술에 관한 연구를 수행하였고, 연구수행 방법 및 내용은 크게 아래의 5가지로 구분 된다.
1) 3D 하이브리드 구조체 나노패터닝 공정 개발
- 고세장비 Si 스탬프 적용, Spin-on-Glass 이용한 나노스탬프 복제 공정 개발
- 롤 나노임프린트 기반, 용액전사 공정으로 잔류층이 없는 나노메쉬 구조체 제조
2) Aberration-free 광학계 핵심 기술 및 응용 공정 기술 개발
- Localized spatial 리소그래피를 위한 aberration-free 광학 시스템 설계
- 공정 변수 제어를 통한 최소 패턴 폭 700nm feasibility 확인
3) 비접촉식 전기 수력학 기반 3D 구조 패터닝 공정 원천 기술 개발
- Bilayer resist를 이용한 core-shell 구조의 형성 공정개발
- 전기수력학 리소그래피에 의한 구조체 복제과정의 컴퓨터 시뮬레이션 수행
- Bio-compatibility 및 전기/자기/광학 특성이 우수한 전구체 (ZnO, TiO2 Fe3O4) 제작
4) 나노패턴의 물리적 구조변조 및 화학적 표면 개질 연구
- 열 및 플라즈마 처리를 통한 나노패턴의 식각 및 물리적 구조 변조
- 플라즈마 처리를 통한 화학적 표면 개질 적용, 패턴 표면 특성 제어
5) 바이오나노 H-guard 용 집적화된 멀티플렉싱 시스템
- 멀티 나노홀 SiNx 멤브레인 소자 제조
- 멀티 나노홀을 통한 바이오물질의 고효율 농축 특성 확인
위의 연구결과들을 바탕으로 2단계에서는 제안된 리소그래피 기반 패터닝 공정 및 시스템을 설계, 검증 및 보완하는 연구를 수행할 예정이다.

Abstract ▼

Ⅳ. Research Results
I. Patterning for asymmetric and 3D hybrid structures
A. Replication of transparent nano-stamp and modification of conductive surface
1. Fabrication of Si stamp (line pattern) with high aspect ratio using Si master stamp
2. Spin-on-glass patterning process on glass su

Ⅳ. Research Results
I. Patterning for asymmetric and 3D hybrid structures
A. Replication of transparent nano-stamp and modification of conductive surface
1. Fabrication of Si stamp (line pattern) with high aspect ratio using Si master stamp
2. Spin-on-glass patterning process on glass substrate
B. Fabrication of nanomesh on 4 inch wafer substrate using liquid transfer roll imprint
1. Residual layer free lithography using PDMS stamp and conducting polymer
2. Fabrication of a hybrid structure of 3 stacking layers using UV-curable resin
C. Fabrication and characterization of NEMS / MEMS Si master mold
1. Formation of nanopattern (300nm linewidth) on 8 inch wafer using KrF scanner lithography
2. Deep silicon etching process for 3D nanopattern with high aspect ratio (3:1)
II. Core technology and process of aberration-free optics
A. Design of aberration-free optics for localized spatial lithography
B. Development of Test-bed with various numerical aperture and defocusing measurement
C. Feasibility test of localized spatial lithography
1. Minium linewidth of 700nm by controlling process variables
D. Development of interferometric lithography based on refractive optics for fabrication of periodic nanopattern
III. Non-contact nanopatterning based on electrohydrodynamic lithography(EHL)
A. Core-shell structure using bilayer resist
B. Computer simulation on replication of hybrid structure by EHL
C. Fabrication of ZnO, TiO₂ Fe₃O₄ precursors with bio-compatibility
IV. Physical/chemical formation and modification of 3D nanostructure and their device
A. Physical modification of nanostructure by thermal and plasma treatment
B. Surface modification of substrates by control of chemical reactivity
C. Chemical modification of nanopatterns
V. Integrated multiplex system for bionano health guard research
A. Fabrication process of membrane device with multi-holes by nanoimprint process
B. Condensation of biomaterials through multi-hole SiNx membrane

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요 약 문 ... 5
• S U M M A R Y ... 7
• C O N T E N T S ... 9
• 목차 ... 10
• 제 1장 연구 개발 과제의 개요 ... 11
• 제 1절 연구개발의 필요성 ... 11
• 제 2절 연구개발 목표 및 범위 ... 14
• 제 2장 국내외 기술개발 현황 ... 18
• 제 1절 국내외 연구 현황 ... 18
• 제 3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 22
• 제 4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 41
• 제 1절 연구개발목표의 달성도 ... 41
• 제 2절 관련분야의 기술발전에의 기여도 ... 43
• 제 5장 연구개발결과의 활용계획 ... 45
• 제 1절 연구개발결과의 활용방안 ... 45
• 제 2절 기대성과 ... 45
• 제 6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 47
• 끝페이지 ... 49