• 한국정밀공학회지
• /
• 제28권3호
• /
• pp.315-322
• /
• 2011

High-accuracy micropatterns such as V-shaped microgrooves are increasingly in demand for various engineering areas. And the technical trend goes for large surface areas in precision machining technology. So micropatterns with large surface areas are expected to play an increasingly important role in today's manufacturing technology In this study, we focused on developing machining technologies. First, a machine vision system for precise tool setting is developed. Second, an on-machine measurement (OMM) system for large-area measurement is implemented. And also software for tool path generation and simulation is developed. With these technologies we fabricated large-surface micropatterns in an electroless nickel-plated workpiece with single-crystal diamond tools and a 32-in, $675mm{\times}450mm$ mold with tens of V-and pyramid-shaped micropatterns.

• 한국생산제조학회지
• /
• 제22권2호
• /
• pp.263-267
• /
• 2013

The continuing demand for increasingly slimmer and brighter liquid crystal display (LCD) panels has led to an increased focus on the role of light guide panels (LGPs) or optical films that are used to obtain diffuse, uniform light from the backlight unit (BLU). The most basic process in the production of such BLU components is the micromachining of V-shaped grooves. Thus, given the current trend, micromachining of V-shaped grooves is expected to play increasingly important roles in today's manufacturing technology. LCD BLUs comprise various optical elements such as a LGP, diffuser sheet, prism sheet, and protector sheet with V-shaped grooves. High-aspect-ratio patterns are required to reduce the number of sheets and enhance light efficiency, but there is a limit to the aspect ratio achievable for a given material and cutting tool. Therefore, this study comprised a series of experimental evaluations conducted to determine the machining limit in microcutting V-shaped grooves on electroless nickel plated die materials when using single-crystal diamond tools with point angles of $20^{\circ}-80^{\circ}$. Cutting performance was evaluated at various cutting speeds and depths of cut using different machining methods and machine tools. The experimental results are that V-shaped patterns with angles of $80^{\circ}$ or up can be realized regardless of the machining conditions and equipment. Moreover, the feed rate has little effect on machinability, and it is thought that the fly-cut method is more efficient for shallow patterns.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
• /
• 한국정밀공학회 2011년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.195-196
• /
• 2011

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
• /
• pp.238-238
• /
• 2010

최근 전자산업의 발전은 형상 면에서 경박 단소화로 급속하게 진행되고 있으며, 전자소자 내부에서의 배선재료로 사용되고 있는 알루미늄(Al) 박막의 두께 역시 얇아지고 있다. 두께가 20 nm 이하로 작은 극박막 범위에서 박막의 두께 증가에 따라 전기가 잘 흐르기 시작하는 박막의 최소두께로 정의 되는 유착두께를 실시간으로 측정하는 방법을 구현하고 임의의 금속박막과 기판의 조합에 있어서 각각의 재료에 대한 유착두께를 제공함으로써 향후 미세전자소자의 제작시 배선 재료의 선택에 대한 기초자료를 축적할 수 있다. 또한 금속박막의 증착공정 직전에 기판을 표면처리 하여 기판을 활성화시킬 때 표면처리가 박막의 유착두께에 미치는 영향에 대해 박막의 미세구조 변화 관점에서 연구함으로써 여러 가지 금속박막에 대한 유착두께를 줄일 수 있는 방법을 도출 할 수 있다. 본 연구에서는 유리 기판 위에 사진 식각 공정으로 패턴을 형성하고 패턴이 형성된 유리 기판은 스퍼터에 연결된 4 point probe에 구리 도선으로 연결한 후 DC 마그네트론 스퍼터법으로 Al을 증착하면서 실시간으로 시간에 따른 전기저항을 측정을 하였다. 이때 스퍼터 내부 진공도는 $4.6\;{\times}\;10^{-5}\;torr$ 까지 낮춰준 후 Al을 증착 할 때 진공도는 $1.1\;{\times}\;10^{-2}\;torr$로 맞춰주고 Ar 가스를 20 sccm 넣어준다. 1초 간격으로 전기저항을 측정한 결과 25초대에 전기저항이 급격히 감소하였으며 이때 Al 박막의 두께는 $120{\AA}$ 이고 이 두께에서부터 전류의 흐름이 좋은 것을 알 수 있다. 박막 두께에 따른 특성을 알기위해 UV 영역의 빛을 사용하는 광전자 분광기(Photoelectron Spectrometer)를 이용해 일함수를 측정하였다. Al 의 일반적인 일함수는 4.28 eV 이며, 두께가 $120{\AA}$일 때의 일함수는 4.2 eV로 거의 비슷한 값을 얻었다. 전류가 잘 흐르기 전인 12초대에서 두께가 $60{\AA}$일 때 일함수는 4.00 eV 이고 전류가 흐르기 시작한 후 50초대에서 Al 박막 두께가 $200{\AA}$ 일 때 일함수는 4.28 eV 로 일반적인 Al의 일함수와 같은 값을 얻을 수 있었다. 광전자 분광기술은 전자소자에서 중요한 전자의 성능예측에 도움을 줄 수 있으며 물질의 표면에서 더욱 다양한 정보를 얻을 수 있다. 또한 실시간 전기저항 측정을 통한 금속박막의 전기전도 특성과 미세구조에 대한 기초 자료를 제공함으로써 신기술 발전에 공헌할 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제7권6호
• /
• pp.1047-1055
• /
• 2006

필드이온빔(FIB) 가공기를 써서 초고강도의 벌크다이아몬드를 가공하기 위해 이온 소오스의 종류와 가공 조건에 따른 나노급 미세 선폭의 최적조건을 알아보고 이에 근거한 2차원적인 텍스트의 가공과 3차원적인 박막요소의 가공을 시도하였다. 다이아몬드 기판과 실리콘 기판을 Ga과 $H_2O$ 소오스를 이용하는 FIB를 써서 30 kV 빔 전류를 10 pA $\sim$ 5 nA로 변화시키면서 패터닝하고 이때 각각 20 ${\mu}m$ 길이로 생성되는 선형 패턴의 선폭, 깊이, 에치속도, 에치형상, 깊이선폭비 (aspect ratio)를 확인하였다. 다이아몬드도 실리콘 기판과 마찬가지로 나노급 패턴의 형성이 가능하였다. $H_2O$ 소오스를 채용한 경우가 에치 깊이가 2배 정도 증가하였으며 동일한 가공 조건에서는 실리콘에 비해 다이아몬드의 에치 선폭이 감소는 경향이 있었다. 특히 다이아몬드는 절연성 때문에 차지가 축적되어 가공 중 이온빔이 불안정해지는 문제가 있었으나 차지 중화 모드를 이용하여 성공적으로 sub-100 nm급 선폭의 미세 가공이 가능하였다. 확인된 선폭가공 조건에 근거하여 2차원적으로 0.3carat의 보석용 다이아몬드의 거들부에 300여개의 글자를 FIB를 활용하여 선폭 240 nm정도로 명확히 기록하는 것이 가능하였다. $Ga^+$이온과 30 eV-30 pA로 조건에서 비교적 넓은 선폭과 Z축 depth 고정범위에서 많은 개인정보의 기록이 영구적으로 가능하였으며 전자현미경으로 재생이 가능하였다. 3차원적으로 두께 $1{\mu}m$의 박막요소를 FIB가공과 백금 용접으로 떼어낸 후 FIB가공으로 두께가 100 nm가 되도록 한 후 투과전자현미경을 이용하여 성분 분석을 하는 것이 성공적으로 수행될 수 있었다.

• 한국정밀공학회지
• /
• 제25권11호
• /
• pp.45-51
• /
• 2008

Successive micro-scale V-grooves and a grid of pyramids were machined by elliptical vibration tufting (EVC) to investigate feasibility of using EVC as an alternative method of creating micro-molds to photo-lithography and electroforming, which have been commonly employed. An elliptical vibration grooving machine was developed which consists of two orthogonally-arranged piezoelectric actuators, a diamond cutting tool, and a motorized xyz stage. The micro-scale features were machined on materials of copper, duralumin, nickel, and hastelloy and it was found that EVC significantly reduces cutting resistance and prohibits generation of side burrs and rollover burrs, thus resulting in improving machining qualify of micro-molds in ail experimented workpiece materials.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제36권9호
• /
• pp.901-905
• /
• 2012

본 논문에서는 다수의 전기장 분포가 생성되는 단일 미세유로를 이용한 폐암세포 전기천공 및 활성도 분석칩을 제안하였다. 종래의 세포 전기천공 분석칩은 다수의 전기장 분포를 형성하기 위해 다수의 전극패턴 또는 다수의 미세유로를 필요로 하여 구조가 복잡하였다. 반면, 제안된 세포 전기천공 및 활성도 분석칩은 한 쌍의 전극 사이에서 계단 형상으로 폭이 변화하는 단일 미세유로를 이용하여 다수의 전기장 분포를 형성함으로써 간단한 구조로 세포 전기천공 및 활성도를 분석할 수 있다. 제안된 세포 전기천공 및 활성도 분석칩은 0.3kV/cm에서 0.5kV/cm까지 5단계의 전기장이 발생되도록 설계하였다. A549와 H23의 두 종류의 비소세포 폐암세포주를 이용한 성능실험 결과, 활성을 유지하면서 전기천공된 세포의 비율이 0.4kV/cm의 전기장에서 각각 $26.6{\pm}0.7%$ 및 $51.4{\pm}3.0%$로 가장 높은 값을 보였다. 제안된 세포 전기천공 및 활성도 분석칩은 세포의 형질주입 연구를 위한 집적화된 세포칩으로 응용될 수 있다.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제14권2호
• /
• pp.9-15
• /
• 2007

미세열전박막소자에 적용을 하기 위해 전기도금으로 형성한 Bi-Te 박막의 열전특성과 포토레지스트 공정에 대하여 연구하였다. $Bi_2O_3$와 $TeO_2$를 1M $HNO_3$에 용해시킨 20 mM 농도의 Bi-Te 도금 용액을 사용하여 박막을 도금 후, 용액내 Te/(Bi+Te)비에 따른 Bi-Te 박막의 열전특성을 분석하였다. Te/(Bi+Te)비가 0.5에서 0.65로 증가함에 따라 Bi-Te 도금막의 전자농도의 증가로 Seebeck 계수가 $-59{\mu}V/K$에서 $-48{\mu}V/K$로 변하고 전기비저항이 $1m{\Omega}-cm$ 에서 $0.8m{\Omega}-cm$로 감소되었다. 조성이 $Bi_2Te_3$에 근접한 도금막에서 가장 높은 $3.5{\times}10^4W/K^2-m$의 출력인자를 얻을 수 있었다. 다층 overhang 공정을 이용하여, 직경 $100{\mu}m$이며 깊이 $30{\mu}m$ 형상의 미세열전소자 형성용 포토레지스트 패턴의 형성이 가능하였다.

• 한국재료학회지
• /
• 제10권12호
• /
• pp.812-818
• /
• 2000

본 연구에서는 Ge PAM이 선폭 미세화에 따른 C54 실리사이드화 및 실제 CMOS 트랜지스터 접합부에서의 각종 전기적 특성에 미치는 영향을, As PAM과의 비교를 통하여 관찰하였다. 평판 상에서 각 PAM 및 기판의 도핑 상태에 따른 Rs의 변화량을 측정하였으며, 각 PAM 방식은 기존의 살리사이드 TiSi$_2$에 비해 개선된 C54 형성 효과를 보였다. 특히, Ge PAM은 n+ 기판에서 As PAM보다 효과적인 실리사이드화를 보였고, 이 경우 XRB 상에서도 가장 강한 (040) C54 배향성을 나타내었다. ~0.25$\mu\textrm{m}$ 선폭 및 n+ 접합층에서 기존 방식에 비해 As과 Ge PAM은 각각 ~85,66%의 개선된 바저항을 보였으며, P+ 접합층에서는 As과 Ge PAM 모두 62~63% 정도의 유사한 Rs 개선 효과를 보였다. 콘택 저항에서도 각 콘택 크기 별로 바저항(bar resistance) 개선과 같은 경향의 PAM 효과를 관찰하였으며, 모든 경우 10 $\Omega$/ct. 이하로 양호한 결과를 보였다. 누설 전류는 area 형 패턴에서는 모든 공정 조건에서 <10E-14A/$\mu\textrm{m}^{2}$ 이하로, edge 형에서는 특히 P+ 접합부에서 As 또는 Ge PAM 적용 시 <10E-13 A/$\mu\textrm{m}^{2}$ 이하로 다소 누설 전류를 안정화시키는 결과를 보였다. 이러한 결과는 XTEM에 의해 관찰된 바 Ge PAM 적용 시 기존의 경우에 (PAM 적용 안한 경우) 비해 유사한 평활도의 TiSi$_2$박막 형상과 일치하였으며, 또한 본 실험의 Ge PAM 이온주입 조건이 접합층에 손상을 주지 않는 범위에서 적정화되었음을 제시하였다