본 논문에서는 은염 재료를 이용한 홀로그래픽 위상형 회절격자 제작에서 각 단계별 화학처리에 대하여 고찰하고 표백방법중 반전표백이 화학적으로 일어날 수 없는 반응이라는 결과를 얻었으며 표백에 대한 새로운 해석을 하였다. 표백방법과 표백액의 종류에 따라 진행되는 화학반응. 반응생성물, 그 특성과 굴절율 변조형태에 대하여 실험 고찰하였다. 노광량이 현상 반응의 촉매로 작용하여 현상시간에 미치는 영향에 대하여 실험하고 최적의 현상 반응시간을 구하여 노광량 50-350[.mu.J/$cm^{2}$] 범위에서 70% 이상의 높은 회절효율을 갖는 회절격자를 제작하였다. 현상액의 농도, 노광량과 현상시간 등 화학적 처리 조건의 상관관계의 실험을 통해 고정된 노광량과 일정하게 정해진 화학적 처리시간만으로는 회절효율을 향상시킬 수 없다는 실험적 결론을 얻었다.
포토레지스트의 노광 및 현상 특성을 각각 결정하는 Dill 및 Mack 모델 파라미터들을 측정하였다. 먼저, 노광량을 변화시켜가며 포토레지스트 샘플을 준비하였고, 노광량에 따른 투과율 변화를 측정하였다. 이 결과를 바탕으로 Dill 모델의 A, B, C 파라미터를 결정하였는데, 특히 C 파라미터를 결정하기 위하여 Dill 모델 방정식의 완전해를 사용하였다. 또한, 노광량별로 현상 시간에 따른 포토레지스트의 두께 변화를 측정하였고, 이 결과를 사용하여 Mack 모델의 Rmin, Rmax, a, n 파라미터를 결정하였다. 모델 파라미터 Rmin, Rmax, n만을 사용하는 간략화된 Mack 모델에 대해서도 파라미터값들을 결정해 보았는데, 네 개의 파라미터를 사용하는 본래 Mack 모델의 경우와 비교했을 때 측정결과와의 오차가 다소 커짐을 알 수 있었다.
홀로그래픽 기록매질 중 광정보처리나 광메로리 등에 응용연구가 활발히 진행되고 있는 포토폴리머(photopolymer)의 특성과 구조를 분석하였다. 특히, Du Pont 폴토폴리머 OmniDex 706반사형 필름을 사용하여 노광량과 입사각도에 대한 실험을 하였고 유리건판에서 반사된 빛에 의해 생기는 간섭 패턴을 분석하였다. 광중합반응시 홑몸체(monomer)의 암반응을 이용하여 고정된 노광량에서 노출시간의 변화, 노출후 확산시간 지연이란 동적인 파라미터를 설정하여 노출시간(exposure time) 6.25ch, 노출후 확산시간 지연(diffusion time delay)2분에서 회절효율의 성능을 10[%]향상시켰다.
Air hole 구조를 갖는 2차원 고분자 광결정 도파로를 나노 임프린트 방법으로 제작하기 위하여, e-beam lithography와 ICP etching 공정을 이용하여 기둥 구조를 갖는 실리콘 나노 마스터를 제작하였다. Air hole 구조를 갖는 광결정 구조를 얻기 위해, 실리콘 마스터 기둥의 형태를 4각형, 6각형, 12각형 및 원으로 설계하였다. 제작된 기둥의 직경과 구조를 CD-SEM과 SPM-AFM을 이용하여 측정하였으며, dose가 432 $\mu$C/$\textrm{cm}^2$일 때 최적의 dose임을 확인하였다.
최근 이상 기후 및 노동력 문제를 해결하기 위하여 재배 환경의 정밀 제어가 가능한 식물공장형육묘시스템을 이용한 균일한 묘소질의 접수 및 대목 생산과 접목 로봇의 작업성 향상을 연계시키는 규격묘 생산 자동화시스템 구축의 필요성이 증가하고 있다. 본 연구에서는 식물공장형육묘시스템에서 저면관수 시 오이와 토마토 접수 및 대목의 관수 시기 및 관수량 등 관수 계획 수립을 위해 광량에 따른 증발산량과 묘소질을 조사하였다. 저면 관수 시 연속 중량 측정이 가능하도록 행잉형 로드셀을 설치하고 육안으로 초기 위조가 시작되는 시점을 확인하여 관수 개시 시점을 배지수분함량 50% 이상으로 설정하였다. 오이 접수 및 대목의 관수 시기는 파종 후 7일 및 6일이었고, 토마토 접수 및 대목의 관수 시기는 강광(300 μmol·m-2·s-1) 처리구 기준으로, 파종 후 5, 8, 11, 13일이었다. 오이와 토마토 모두 광량 증가에 따라서 증발산 속도가 증가하였으며, 토마토에서 광량에 따른 증발산 속도 차이가 크게 나타났다. 오이와 토마토 묘의 생육은 광량이 증가할수록 촉진되었는데, 광량 증가는 하배축장의 신장을 억제시키고 경경을 증가시켰다. 오이 및 토마토 묘개체군의 누적 증발산량은 광량이 증가할수록 증가하였고, 개체당 일(24h) 증발산량과 광량은 1차 선형 형태로 높은 정의 상관관계를 보였다. 묘개체군의 연속 중량 측정을 통한 오이와 토마토 접수 및 대목의 증발산량 추정은 식물공장형육묘시스템의 정밀 관수 제어를 위한 관수 시기 및 관수량 결정을 위한 지표로 사용할 수 있을 것이다.
후막 리소그라피 기술은 기판 위에 감광성 페이스트를 도포한 후 자외선과 패턴마스크를 사용하는 광식각(photolithography) 방법을 이용하여 세부 패턴을 형성시키는 기술이다, 이 기술은 후막기술로서는 높은 해상도인 선폭 $30{\mu}m$ 이하의 미세도선을 구현할 수 있어, 후막기술을 이용한 고주파 모듈의 제조에 있어서 새로운 대안으로 주목받고 있다. 본 연구에서는 알루미나 기판 상에 수십 ${\mu}m$ 이하의 마이크로 비아를 가지는 유전체 층을 형성시킬 수 있는 저온소결용 감광성 유전체 페이스트를 개발하였다. 저온소결용 유전체 파우더와 폴리머, 모노머, 광개시제 등의 양을 조절하여 마이크로 비아를 형성할 수 있는 최적 페이스트 조성을 연구하였으며, 노광량 및 현상시간과 같은 공정변수가 마이크로 비아의 해상도에 미치는 영향을 평가하였다. 알루미나 기판에 전면 프린팅 한 후 건조, 노광, 현상, 소성 과정을 거쳐 소결전 $37{\mu}m$, 소결후 $49{\mu}m$의 해상도를 가지는 마이크로 비아를 형성할 수 있었다.
유기 금속화합물을 출발물질로 이용하는 졸-겔 방법으로 균열이 없는 유기-무기 복합 실리카 박막을 제작하였으며, 코팅방법, 조성비, prebake, postbake 온도 등의 제작조건에 따른 박막의 두께 및 굴절률의 변화를 체계적으로 조사하여 재현성 있는 제작조건을 확립하였다. 특히 광개시제를 첨가하였을 때 자외선 노광량에 따른 광학적 성질변화를 세 가지 광개시제에 대하여 측정, 비교하였다. 또한 졸-겔 박막으로 다중모드 간섭을 이용한 광 파워 분배기를 제작하여 광소자로의 응용 가능성을 살펴보았다.
본 논문에서는 스텝 엔드 리피트(step and repeat)투체량광방식의 광학 lithography 특성을 고찰하였다. 먼저 광학 lithography 특성에 영향을 주는 파라메터들의 상호관계를 고찰하였고, 표면평편도가 ±5μm인 마스크(mash)상에서 실험하여 미사형상의 선폭편차에 대한 선폭편차의 관계와 노광량에 따른 선폭 변화의 관계를 얼었다. 이들 관계로부터 스텝 엔드 리피트 투영 노광에서의 미세형상의 선고조절의 안정화를 이루게 하는 조건을 제시한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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