소프트 리소그래피
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1. 개요
소프트 리소그래피는 PDMS 스탬프를 사용하여 나노 구조를 제작하는 기술로, 마이크로 컨택트 프린팅, 다층 소프트 리소그래피, 나노입자 리소그래피 등이 있다. 이 기술은 기존 리소그래피 기술에 비해 비용이 저렴하고, 생명공학 및 플라스틱 전자공학 분야에 적합하며, 다양한 패턴 전사 방법을 제공하는 장점이 있다. 미세 유체 소자, 랩온어칩, MEMS 소자 등 다양한 분야에 응용된다.
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- 리소그래피 - 포토리소그래피
포토리소그래피는 빛을 이용하여 기판 위에 패턴을 형성하는 기술로, 반도체 제조 공정에서 회로 패턴을 형성하는 핵심 기술이며, 석판화에서 유래되어 극자외선 기술까지 발전했다. - 리소그래피 - 포토마스크
포토마스크는 반도체, 디스플레이, 인쇄 회로 기판 제조 시 웨이퍼에 회로 패턴을 전사하는 마스크로, 기술 발전을 거듭하며 융용 실리카 기판과 금속 흡수막을 사용하고 위상 천이 마스크, EUV 마스크 등의 고급 기술이 개발되어 반도체 미세화에 기여하고 있지만, 높은 제작 비용과 기술적 어려움은 해결해야 할 과제이다.
| 소프트 리소그래피 | |
|---|---|
| 개요 | |
 | |
| 종류 | 마이크로 몰딩 스탬핑 모세관 미세 몰딩 용매 보조 미세 몰딩 전사 인쇄 |
| 정의 | |
| 정의 | 스탬프를 사용하여 구조를 만드는 기술 |
2. 종류
PDMS 스탬프는 마이크로 컨택트 프린팅, 다층 소프트 리소그래피등에 사용된다.
마이크로 컨택트 프린팅은 1993년 하버드 대학교의 A. 쿠마르와 조지 화이트사이드가 보고한 나노 구조 구축법이다.[5] 포토리소그래피나 전자빔 리소그래피로 제작한 전사형의 표면에 분자를 도포하여 기판에 밀착시킴으로써 패턴화된 분자막을 기판 위에 제작한다. 종래의 리소그래피에서 사용되던 대규모의 축소 투영형 노광 장치 (스테퍼)를 사용하지 않고 전사형을 사용하여 미세한 패턴을 저렴하고 간편하게 복제하는 것이 가능하다. 분자와 기판 표면 간의 화학 반응을 이용하여 안정적인 자기 조립 단분자막(SAM)을 기판 위에 전사할 수 있다. 이용되는 분자는 티올 분자와 금 표면(S 원자-Au), 실란 분자와 산화물, 수산기 OH-를 가진 절연체 표면(Si 원자-O-)의 조합이 이용되고 있다.[6]
다층 소프트 리소그래피는 여러 층의 PDMS 스탬프를 사용하여 복잡한 3차원 마이크로 구조를 제작하는 기술이다. 이 기술은 마이크로 컨택트 프린팅과 결합하여 미세 유체 채널, 마이크로 반응기, 세포 배양 플랫폼 등 다양한 응용 분야에 활용된다.
나노입자 리소그래피는 나노 스케일 에칭을 통한 패턴 형성에 사용되는 기술이다.
나노 스케일 에칭을 통한 패턴 형성은 소프트 리소그래피 기술의 한 종류이다.
2. 1. PDMS 스탬프
PDMS 스탬프는 마이크로 컨택트 프린팅, 다층 소프트 리소그래피등에 사용된다.2. 2. 마이크로 컨택트 프린팅
마이크로 컨택트 프린팅은 1993년 하버드 대학교의 A. 쿠마르와 조지 화이트사이드가 보고한 나노 구조 구축법이다.[5] 포토리소그래피나 전자빔 리소그래피로 제작한 전사형의 표면에 분자를 도포하여 기판에 밀착시킴으로써 패턴화된 분자막을 기판 위에 제작한다. 종래의 리소그래피에서 사용되던 대규모의 축소 투영형 노광 장치 (스테퍼)를 사용하지 않고 전사형을 사용하여 미세한 패턴을 저렴하고 간편하게 복제하는 것이 가능하다. 분자와 기판 표면 간의 화학 반응을 이용하여 안정적인 자기 조립 단분자막(SAM)을 기판 위에 전사할 수 있다. 이용되는 분자는 티올 분자와 금 표면(S 원자-Au), 실란 분자와 산화물, 수산기 OH-를 가진 절연체 표면(Si 원자-O-)의 조합이 이용되고 있다.[6]2. 3. 다층 소프트 리소그래피
다층 소프트 리소그래피는 여러 층의 PDMS 스탬프를 사용하여 복잡한 3차원 마이크로 구조를 제작하는 기술이다. 이 기술은 마이크로 컨택트 프린팅과 결합하여 미세 유체 채널, 마이크로 반응기, 세포 배양 플랫폼 등 다양한 응용 분야에 활용된다.2. 4. 나노입자 리소그래피
나노입자 리소그래피는 나노 스케일 에칭을 통한 패턴 형성에 사용되는 기술이다.2. 5. 나노 스케일 에칭을 통한 패턴 형성
나노 스케일 에칭을 통한 패턴 형성은 소프트 리소그래피 기술의 한 종류이다.3. 나노임프린트 리소그래피
나노임프린트 리소그래피는 실리콘 기판 위에 레지스트를 도포한 상태에서 200℃까지 가열한 후, 몰드를 밀착시키고 냉각하여 패턴을 형성하는 열 나노임프린트 리소그래피 기술과 자외선 경화 수지를 사용하는 광 나노임프린트 리소그래피 기술이 있다.
3. 1. 열 나노임프린트 리소그래피
나노임프린트 리소그래피는 실리콘 기판 위에 레지스트를 도포한 상태에서 200℃까지 가열한 후, 몰드를 밀착시키고 냉각하여 패턴을 형성하는 기술이다. 자외선 경화 수지를 사용하는 광 나노임프린트 리소그래피 기술도 있다.3. 2. 광 나노임프린트 리소그래피
나노임프린트 리소그래피는 실리콘 기판 위에 레지스트를 도포한 상태에서 200℃까지 가열한 후, 몰드를 밀착시키고 냉각하여 패턴을 형성하는 열 나노임프린트 리소그래피 기술과 자외선 경화 수지를 사용하는 광 나노임프린트 리소그래피 기술이 있다.4. 나노 전사 프린팅
나노 전사 프린팅은 금속을 함유하는 잉크의 전사를 통해 미세 구조를 형성한다.
5. 장점
소프트 리소그래피는 광 리소그래피 및 전자빔 리소그래피와 같은 다른 형태의 리소그래피에 비해 몇 가지 고유한 장점을 가진다.[3]
- 대량 생산 시 기존 광 리소그래피에 비해 비용이 저렴하다.
- 생명공학 응용 분야에 매우 적합하다.
- 플라스틱 전자공학 응용 분야에 매우 적합하다.
- 크거나 비평면(비평탄) 표면을 포함하는 응용 분야에 매우 적합하다.
- 기존 리소그래피 기술보다 더 많은 패턴 전사 방법(더 많은 "잉크" 옵션)을 제공한다.
- 나노구조를 생성하기 위해 광반응 표면이 필요하지 않다.
- 실험실 환경에서 광 리소그래피보다 더 작은 세부 사항(~30 nm 대 ~100 nm)을 구현할 수 있다. 해상도는 사용된 마스크에 따라 다르며 6 nm에 도달할 수 있다.[3]
6. 응용 분야
소프트 리소그래피는 미세 유체 소자, 랩온어칩, 미세 전 분석 시스템(μ-TAS), MEMS 소자, 광 도파로 제작 등에 응용된다.
참조
[1]
인용구
[2]
웹사이트
Research Micro Stamps: Commercially available micro stamps on tv
https://researchmicr[...]
2017-01-17
[3]
서적
Nanocomputers and Swarm Intelligence
ISTE Ltd John Wiley & Sons
[4]
간행물
新しい微細パタン転写技術
http://www.ntt.co.jp[...]
電気通信協会
[5]
간행물
Patterning self-assembled monolayers: applications in materials science
https://doi.org/10.1[...]
ACS Publications
[6]
웹사이트
マイクロコンタクトプリンティング法
https://staff.aist.g[...]
[7]
인용구
[8]
웹인용
Research Micro Stamps: Commercially available micro stamps on tv
https://researchmicr[...]
2017-01-17
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