• 제목/요약/키워드: NIL(nano-imprint lithography)

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다중양각스탬프를 사용하는 UV 나노임프린트 리소그래피공정에서 웨이퍼 미소변형의 영향 (The effect of micro/nano-scale wafer deformation on UV-nanoimprint lithography using an elementwise patterned stamp)

  • 정준호;심영석;최대근;김기돈;신영재;이응숙;손현기;방영매;이상찬
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2004년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.1119-1122
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    • 2004
  • In the UV-NIL process using an elementwise patterned stamp (EPS), which includes channels formed to separate each element with patterns, low-viscosity resin droplets with a nano-liter volume are dispensed on all elements of the EPS. Following pressing of the EPS, the EPS is illuminated with UV light to cure the resin; and then the EPS is separated from several thin patterned elements on a wafer. Experiments on UV-NIL were performed on an EVG620-NIL. 50 - 70 nm features of the EPS were successfully transferred to 4 in. wafers. Especially, the wafer deformation during imprint was analyzed using the finite element method (FEM) in order to study the effect of the wafer deformation on the UV-NIL using EPS.

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PMMA 나노 기둥의 압축시험에 대한 분자동역학 해석 (Molecular Dynamics Simulation for Compression Test of PMMA Nano Pillars)

  • 김정엽;김재현;최병익
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회A
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    • pp.502-505
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    • 2007
  • PMMA has been extensively adopted in Nano Imprint Lithography(NIL). PMMA nano-structures experience severe mechanical load and deformation during NIL process, and understanding its mechanical behavior is very important in designing and optimizing NIL process. One of the most promising techniques for characterizing the mechanical behavior of nano structures is nano pillar compression test. In this study, the mechanical behaviors of PMMA pillars during compression test are analyzed using Molecular Dynamics. Two methods for simulation of PMMA nano pillars are proposed. The stress-strain relationship of nano-scale PMMA structure is obtained based on CVFF(Covalent Valence Force Fields) potential and the dependency of the applied strain rate on the stress-strain relationship is analyzed. The obtained stress-strain relationships can be useful in simulating nano-scale PMMA structures using Finite Element Method(FEM) and understanding the experimental results obtained by compression test of PMMA nano pillars.

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Thermoplastic-nanoimprint lithography 를 위한 유연한 고분자 몰드의 제작

  • 김강인;한강수;이헌
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2010년도 춘계학술발표대회
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    • pp.24.2-24.2
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    • 2010
  • 고분자 몰드를 이용한 nanoimprint lithography (NIL)는 고분자소재의 유연성과 투명성으로 인하여, 유기전자소자나 유연한 디스플레이소자 등 다양한 응용이 가능하다. 하지만, 고분자소재는 일반적으로 열저항성과 내구성이 낮아서, 고분자 몰드를 이용한 패턴형성 시, 자외선 경화방식이 주로 사용된다. 만약 복제가 쉽고, 가격이 저렴하며, 열저항성과 내구성이 강한 고분자 몰드를 제작한다면, thermoplastic-NIL 기술에 적용할 수가 있기 때문에, 고온을 요구하는 소자의 패턴형성 공정에 사용 가능하다. 본 연구에서는 이러한 고분자 몰드 제작을 위하여, 열저항성과 내구성이 강한 polyimide 필름과 polyurethane acrylate (PUA)를 기반으로 제작된 resin을 이용하였다. 먼저 Polyimide 필름 위에 자외선 노광을 사용하여, PUA resin 을 경화시킴으로써 패턴을 형성하였다. 이렇게 만들어진 몰드를 thermoplastic-NIL기술에 적용함으로써, Si 기판 위에 sub-마이크로 급 패턴을 형성하였다. 또한, 제작된 고분자 몰드를 사용하여 반복적인 NIL 공정을 수행함으로써 몰드의 내구성을 확인하였으며, 곡면 기판 위에 NIL을 함으로써 몰드의 유연성을 확인 할 수 있었다.

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SPL에 의한 나노구조 제조 공정 연구 (Fabrication of nanometer scale patterning by a scanning probe lithography)

  • 류진화;김창석;정명영
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.330-333
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    • 2005
  • The fabrication of mold fur nano imprint lithography (NIL) is experimentally reported using the scanning probe lithography (SPL) technique, instead of the conventional I-beam lithography technique. The nanometer scale patterning structure is fabricated by the localized generation of oxide patterning on the silicon (100) wafer surface with a thin oxide layer, The fabrication method is based on the contact mode of scanning probe microscope (SPM) in air, The precision cleaning process is also performed to reach the low roughness value of $R_{rms}=0.084 nm$, which is important to increase the reproducibility of patterning. The height and width of the oxide dot are generated to be 15.667 nm and 209.5 nm, respectively, by applying 17 V during 350 ms.

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분자동역학기법을 이용한 나노 임프린트 리소그래피 공정에서의 고분자 변형모사 (Deformation of Polymer Resist in NIL Process by Molecular Dynamic Simulation)

  • 우영석;이우일
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회A
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    • pp.337-342
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    • 2007
  • In this study, molecular dynamics simulation of nano imprint lithography in which patterned stamp is pressed onto amorphous polyethylene(PE) surface are performed to study the behaviour of polymer. Force fields including bond, angle, torsion, and Lennard Jones potential are used to describe the inter-molecular and intra-molecular force of PE molecules and stamp, substrate. Periodic boundary condition is used in horizontal direction and canonical NVT ensemble is used to control the system temperature. As the simulation results, the behaviour of polymer is investigated during the imprinting process. The mechanism of polymer deformation is studied by means of inspecting the surface shape, volume, density, atom distribution. Deformation of the polymer resist was found for various of the stamp geometry and the alignment state of the polymer molecules.

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분자동역학 전산모사를 이용한 나노임프린트 리소그래피 공정에서의 스탬프-레지스트 간의 상호작용 및 원자분포에 관한 연구 (A study on the stamp-resist interaction mechanism and atomic distribution in thermal NIL process by molecular dynamics simulation)

  • 양승화;조맹효
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회A
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    • pp.343-348
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    • 2007
  • Molecular dynamics study of thermal NIL (Nano Imprint Lithography) process is performed to examine stamp-resist interactions. A layered structure consists of Ni stamp, poly-(methylmethacrylate) thin film resist and Si substrate was constructed for isothermal ensemble simulations. Imposing confined periodicity to the layered unit-cell, sequential movement of stamp followed by NVT simulation was implemented in accordance with the real NIL process. Both vdW and electrostatic potentials were considered in all non-bond interactions and resultant interaction energy between stamp and PMMA resist was monitored during stamping and releasing procedures. As a result, the stamp-resist interaction energy shows repulsive and adhesive characteristics in indentation and release respectively and irregular atomic concentration near the patterned layer were observed. Also, the spring back and rearrangement of PMMA molecules were analyzed in releasing process.

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나노임프린트를 이용한 바이오칩용 나노 패턴 제작 (Fabrication of Nanopatterns for Biochip by Nanoimprint Lithography)

  • 최호길;김순중;오병근;최정우
    • KSBB Journal
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    • 제22권6호
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    • pp.433-437
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    • 2007
  • 본 연구에서는 나노임프린트 리소그래피를 이용하여 500 nm line, 600 nm pore, $1{\mu}m$ pore, $2.5{\mu}m$ pore의 마이크로 수준에서 나노 수준에 이르는 다양한 크기와 모양의 nanopore 형태 패턴을 제작하였다. Thermal imprint 방식과 달리 상온, 저압에서 임프린팅이 가능하며 사용되는 스탬프의 수명을 늘리고 보다 미세하고 복잡한 형태의 패턴을 제작할 수 있는 UV-assisted imprint 방식을 사용하였다. E-beam lithography로 패턴을 각인한 quartz소재의 스탬프를 사용하였으며 스탬프의 재질이 투명하여 UV 조사시 UV curable resin이 경화될 수 있도록 하였다. 또한 스탬프의 표면을 (heptadecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrodecyl) trichlorosilane의 monolayer 층으로 미리 코팅하여 임프린트 후 스탬프와 기판과의 releasing을 쉽게함과 동시에 패턴의 일부가 스탬프에 묻어 나와 전사된 패턴에 defect가 없도록 하였다. 또한, gold를 미리 증착하여 임프린팅함으로써 lift-off 시에 필요한 hi-layer 층이 필요 없게 되어 산소 플라즈마를 이용한 에칭이 더욱 쉽고 lift-off 공정이 생략될 수 있도록 하였다. 나노임프린트 공정에 있어 가장 큰 문제점은 잔여층의 생성이며 이러한 잔여층을 제거하고자 산소 플라즈마 에칭을 하였다. 에칭공정을 통해 gold의 표면이 완전히 드러났으며 산소 플라즈마를 통해 gold의 표면이 친수성으로 바뀌어 추후 단백질 고정화를 더욱 쉽게 하였다. 그리하여 나노임프린트 기술을 이용해 나노크기의 바이오소자 제작을 가능하게 하였다.

유한요소 해석을 이용한 나노임프린트 가압 공정에서 발생하는 결함 원인에 대한 연구 (A Study on Cause of Defects in NIL Molding Process using FEM)

  • 송남호;손지원;김동언;오수익
    • 한국소성가공학회:학술대회논문집
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    • 한국소성가공학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.364-367
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    • 2007
  • In nano-imprint lithography (NIL) process, which has shown to be a good method to fabricate polymeric patterns, several kinds of pattern defects due to thermal effects during polymer flow and mold release operation have been reported. A typical defect in NIL process with high aspect ratio and low resist thickness pattern is a resist fracture during the mold release operation. It seems due to interfacial adhesion between polymer and mold. However, in the present investigation, FEM simulation of NIL molding process was carried out to predict the defects of the polymer pattern and to optimize the process by FEA. The embossing operation in NIL process was investigated in detail by FEM. From the analytical results, it was found that the lateral flow of polymer resin and the applied pressure in the embossing operation induce the weld line and the drastic lateral strain at the edge of pattern. It was also shown that the low polymer-thickness result in the delamination of polymer from the substrate. It seems that the above phenomena cause the defects of the final polymer pattern. To reduce the defect, it is important to check the initial resin thickness.

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