The Progress of Decal Transfer Lithography with Reusable Nanoscale Stamp and Fabrication of Highly Transparent Super-hydrophobic Surface

Abstract

In CHAPTER I, we present nanometer scale Decal-transfer lithography with a reusable PDMS thin layer coated stamp. In this study, we alleviate the inherent limitations of a conventional DTL. First, we were able to extend the DTL to the nanometer scale that is limited by the material properties of the elastomeric stamp used for conventional DTL. Second, we represent the results of repeatedly using the DTL technique with the same stamp. In a conventional DTL, the features of a patterned PDMS stamp are physically torn away from it via a cohesive mechanical failure (CMF). A conventional PDMS stamp was alternated with a nanometer scale stamp covered with a thin film of PDMS. An advantage in applying the PDMS thin layer coating strategy is allowed us to overcome the inherent limitations of a conventional DTL. Surface coverage and resist capabilities of the transferred PDMS layers were verified by Cu electroless deposition. In CHAPTER II, we introduce a simple fabrication route based on nanoimprint lithography using ultraviolet rays to cure a polymer for a super-hydrophobic coating with high transmittance. In general, the main factor to achieve super-hydrophobic surface are surface chemistry and geometrical structure. In addition to this factor, we consider other factors for transparency of the surface. Since structures on the surface that are comparable in size to the visible light wavelength are not transparent due to Mie scattering, the nanostructures on the surface should be controlled. Furthermore anti-reflection coatings reduce the intensity of reflection and increase the quality of optical film. For both an anti-reflection effect and enhancing the hydrophobicity by controlling the roughness of surface, we used a self-assembled nanoporous AAO template which has a uniform dimension of nanostructures over a range. Also, we present the PDMS thin layer coating strategy to achieve both an antiadhesion release layer for high-resolution nanoimprint lithography and enhancing the hydrophobicity by declining the surface energy.;1장에서는 재사용이 가능한 stamp를 이용한 나노 단위의 전사형 리소그래피방법을 소개하였다. 본 연구에서는, 기존의 전사형 리소그래피 방법이 가지는 한계점을 보완하고자 하였다. 기존의 stamp를 비 접착 표면처리기술을 이용한 stamp로 대체함으로써 한계점의 보완이 가능하였다. 먼저, 우리는 나노 단위 구현이 어려운 기존 전사형 리소그래피의 한계를 극복함으로써, 전사형 리소그래피를 통해 나노 단위의 pattern을 얻을 수 있었다. 동시에 재사용이 불가능하였던 기존 stamp의 한계를 비 접착 표면처리기술을 이용한 stamp제작을 통하여 재사용이 가능하게 하였다. 우리는 기존 전사형 리소그래피 방법에 비 접착 표면처리 기술을 도입함으로써, 이 기술의 응용을 어렵게 하였던 기존의 한계점을 보완할 수 있었다. 또한 전사된 pattern은 구리의 선택적 증착을 통하여, resist로써의 가능성도 확인하였다. 2장에서는 높은 투과성을 가지는 극소수성 표면의 구현에 대해 소개하였다. 일반적으로 알려진 바와 같이, 극소수성을 가지는 표면은 표면화학과 표면 구조의 두 요인을 조절함으로써 구현이 가능하다. 또한 높은 투과도를 가지기 위해서는 표면구조의 보다 미세한 조절이 필요하다. 본 연구에서는 높은 투과성을 가지는 극소수성 표면을 구현하기 위해, 표면화학을 비 접착 표면 처리방법을 통하여 조절하였고 동시에 표면의 구조는 nanoporous AAO template로부터 제어할 수 있었다. 또한 표면구조의 보다 미세한 조절을 통해, 보다 높은 투과성을 지니는 극소수성 표면을 구현 할 수 있었다.