극미세 3차원 형상의 정밀제작을 위한 이광자 흡수 광중합 공정의 레이저 출력-조사시간 제어방법

Abstract

본 연구는 나노 스테레오리소그래피(nano-stereolithography) 공정에서 정밀한 3차원 형상을 제작하기 위한 레이저 출력-조사시간 제어방법에 관한 것이다. 이를 위하여 펨토초 레이저에 의한 이광자 흡수 광중합 (two-photon polymerization)을 이용하여 마이크로 3차원 형상을 제작하는 방법을 제시하였으며, 이광자 흡수현상을 이용할 경우 레이저의 빔 파장 이하의 정밀도를 얻을 수 있기 때문에 나노 수준의 정밀도를 가지는 형상을 제작할 수 있었다. 개발된 나노 스테레오리소그래피 공정은 3차원 형상데이터에서 2차원 단면 데이터를 추출한 뒤 2차원 단면을 제작하고 높이방향으로 적층하여 임의의 3차원 형상을 제작하게 된다. 따라서 2차원 단면을 제작하는 단위 복셀의 세장비가 3차원 형상제작의 중요한 공정변수가 되므로 본 연구에서는 최소출력 및 최소 조사시간법(minimum power & minimum exposure time: MPMT)을 제안하여 낮은 세장비를 가진 복셀을 제작하도록 시도하였다