Metal thin film fabrication is studied with laser illumination with digital micromirror device (DMD). It is like "optical stamping" of silver (Ag) nanoparticle (NP) ink for the facile fabrication of 2D electrode pattern without any conventional lithographic means or scanning procedure. An arbitrary 2D pattern at the lateral size of 25 μm X 25 μm with 160 nm height is readily produced on a glass substrate by a short exposure of 532 nm Nd:YAG continuous wave laser. The resultant metal pattern exhibits low electrical resistivity of 10.8 uΩ o cm, and also shows a fine edge sharpness by the virtue of low thermal conductivity of Ag NP ink. Furthermore, 10 X 10 star-shaped micropattern array are fabricated through step-and-repeat scheme to ensure the potential of this process for the large-area metal pattern fabrication.
본 연구에서는 2차원의 면 기반 레이저 조사 공정을 개발하고 이를 금속 나노 입자의 소결을 통한 금속 박막 제조에 응용하였다. Digital micromirror device (DMD) 는 칩 위에 가로 세로 수백 개의 micromirror 가 정렬되어 있으며 각각의 micromirror는 두 가지의 기울기 상태가 존재하여 선택적으로 입사되는 빛을 반사시킬 수 있다. 본 연구에서는 레이저를 DMD 칩에 조사하고 각각의 micromirror를 제어하여 대면적 레이저의 2차원 형상을 얻었다. 대물렌즈를 이용하여 레이저를 기판 위에 포커싱하여 단 한번의 노광만으로 대면적의 무늬를 얻었다. 패터닝된 금속 박막은 유리 기판 위에 532nm Nd:YAG 연속파 레이저를 사용하였며, 25 μm X 25 μm 넓이에 160 nm 높이로 측정되었다. 또한 전기적 특성은 10.8uΩ o cm 이며, 다중 영상 공정을 응용하여 10X10 배열을 제작하여 대면적 공정으로의 가능성을 확인하였다.
