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나노 X-선 쉐도우 마스크를 이용한 고폭비의 나노 구조물 제작
A Novel Fabrication Method of the High-Aspect-Ratio Nano Structure (HAR-Nano Structure) Using a Nano X-Ray Shadow Mask

김종현   (포항 가속기 연구소  ); 이승섭   (한국과학기술원 기계공학과UU0001375  ); 김용철   (한국과학기술원 기계공학과UU0001375  );
  • 초록

    This paper describes the novel fabrication method of the high-aspect-ratio nano structure which is impossible by conventional method using a shadow mask and a Deep X-ray Lithography (DXRL). The shadow mask with $1{\mu}m-sized$ apertures is fabricated on the silicon membrane using a conventional UV-lithography. The size of aperture is reduced to 200nm by accumulated low stress silicon nitride using a LPCVD (low pressure chemical vapor deposition) process. The X-ray mask is fabricated by depositing absorber layer (Au, $3{\mu}m$ ) on the back side of nano shadow mask. The thickness of an absorber layer must deposit dozens micrometers to obtain contrast more than 100 for a conventional DXRL process. The thickness of $3{\mu}m-absorber$ layer can get sufficient contrast using a central beam stop method, blocking high energy X-rays. The nano circle and nano line, 200nm in diameter in width, respectively, were demonstrated 700nm in height with a negative photoresist of SU-8.


  • 주제어

    나노 쉐도우 마스크 .   고폭비의 나노 구조물 .   X-선 노광 공정 .   나노 X-선 쉐도우 마스크 .   중앙 빔 차단 방식.  

  • 참고문헌 (13)

    1. Madou M. J., 2002, 'Fundamentals of Micro- fabrication,' CRC Press, pp. 53-57 
    2. Chou S. Y., Krauss P. R. and Renstrom P. J., 1996, 'Nanoimprint Lithography,' J. Vac. Sci. Technol., Vol. 14, pp. 4129-4133 
    3. Ginger D. S., Zhang H. and Mirkin C. A., 2004, 'The Evolution of Dip-Pen Nanolithography,' Ang. Chem., Vol. 43, No.1, pp. 30-45 
    4. Seo Y. H., Choi D. S., Lee J. H., Je T. J. and Whang K. H., 2004, 'Fabrication of High Aspect Ratio 100nm-scale Nickel Stamper Using E-beam Writing based on Chrome/Quartz Mask Without Anti-Reflection Layer for Injection Molding of Optical Grating,' Trans. of the KSME (A), Vol. 28, No. 11, pp. 1794-1798     
    5. Brugger J., Berenschot J. W., Kuiper S., Nijdam W., Otter B. and Elwenspoek M., 2000, 'Resistless Patterning of Sub-Micron Structures by Evaporator Through Nanostencils,' Microelectron. Eng., Vol. 53, pp. 403-405 
    6. Kim G. M., M. A. F. van den Boogaart, and Brugger J., 2003, 'Fabrication and Application of a Full Wafer Size Micro/Nanostencil for Multiple Length-Scale Patterning,' Microelectron. eng., Vol. 67-68, pp. 609-614 
    7. Schumacher C. and Faschinger W., 2000, 'Self-Organized Nucleation of Sharply Defined Nanostructures During Growth into Shadow Mask,' J. cryst. growth, Vol. 214-215, pp. 732-736 
    8. Blech V., Nobuyuki T. and Kim B. J., 2005, 'Nano Stencilling Through a $cm^2$-wide Silicon Membrane,' Proc. Korean MEMS Conf, pp. 451-454 
    9. Perennes F. and Pantenburg F. J., 2001, 'Adhesion Improvement in the Deep X-Ray Lithography Process Using a Central Beam Stop,' Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. B, Beam Interact. Mater. Atoms, Vol. 174, pp. 317-323 
    10. Guckel H., 1998, 'High-Aspect-Ratio Micro-maching via Deep X-Ray Lithography,' Proc. IEEE98, Vol. 80, pp. 1586-1593 
    11. Lee K. C. and Lee S. S., 2003, 'Deep X-Ray Mask with Integrated Actuator for 3D Microfabrication,' Sens. Actuator A, Vol. 108, pp. 121-127 
    12. Bar E., and Lorenz J., 1996, '3-D Simulation of LPCVD Using Segment-Based Topography Discretization,' IEEE Trans. Semicond. Manuf, Vol. 9, No.1, pp. 67-73 
    13. Lee S. J., Kim G. M., 2006, 'Fabrication of Nanostencil Using Additional Deposition' Proc. of the KSME 2006 Spring Annual Meeting, pp. 4082-4086 

 저자의 다른 논문

  • 이승섭 (15)

    1. 2003 "MEMS 부품 제조를 위한 나노 리소그래피 공정의 3차원 분자동력학 해석" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A 27 (10): 1754~1761    
    2. 2004 "마이크로 표면돌기의 응착력과 마찰력" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A 28 (8): 1087~1092    
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    6. 2004 "변형 DEEP X-ray를 이용한 마이크로 렌즈 및 V-groove 제작" 소성가공 = Transactions of materials processing : Journal of the Korean society for technology of plastics 13 (3): 290~295    
    7. 2004 "HAR-MEMS 공정과 그를 이용한 미세 열유체 응용 연구" 세라미스트 = Ceramist 7 (3): 28~33    
    8. 2004 "경사 LIGA 공정을 이용한 미세 바늘 어레이의 제작" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A 28 (12): 1871~1876    
    9. 2005 "구동력과 가스 제공을 위한 이산화탄소 발생기" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A 29 (7): 970~975    
    10. 2005 "새로운 HAR-MEMS 공정 연구와 그를 이용한 미세 열유체 및 바이오 응용 연구" 전기전자재료 = Bulletin of the Korean institute of electrical and electronic material engineers 18 (4): 12~18    
  • 김용철 (1)

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