수상자 여러분 축하합니다!
2023년 6월 1일부터 2024년 2월 29일까지 Heidelberg Instruments 시스템의 모든 사용자는 “첨단 마이크로 및 나노제조 응용 이미지 공모전” 제2회에 참여하도록 초대되었습니다. 본 공모전은 전 세계 커뮤니티가 Heidelberg Instruments의 커뮤니케이션 채널을 통해 자신의 작업을 소개하고 총 10,000유로의 상금을 받을 수 있는 기회를 제공합니다. 각 상금은 기부 형식으로 지급됩니다.
- 1개에서 5개의 이미지 및/또는 짧은 영상(<3분)을 업로드하여 하나의 혁신적인 응용을 설명해야 하며, 이하에서는 이를 “이미지”라고 합니다.
- 제출된 이미지는 Heidelberg Instruments 장비의 사용을 보여주어야 합니다 (현재 또는 과거 시스템: VPG, DWL, MLA, uPG, pMLA, NanoFrazor 및 MPO 100 포함).
- 이미지에는 타사 저작권이 없어야 합니다.
- 이미지는 카메라 또는 현미경 등 어떤 장비로도 제작될 수 있습니다.
- 이미지는 설명을 위한 목적일 경우 약간의 편집이 허용됩니다 (예: 스케일 바, 요소 명칭).
- Heidelberg Instruments는 이미지를 온라인 또는 인쇄물로 사용할 수 있는 전면적인 권리를 가집니다. 해당 이미지는 제출자가 선택한 출처(저자 이름 및/또는 기관)와 함께 표시됩니다.
- 수상자는 Heidelberg Instruments가 지정한 위원회에 의해 선정됩니다.
- 서로 다른 응용에 대한 복수 제출이 허용되며, 각각 별도로 제출해야 합니다.
- 이미지의 설명적 품질 (이미지는 응용을 이해하는 데 도움을 주어야 함)
- 이미지의 미적 요소 및 품질 (정확성, 선명도 및 해상도)
- 응용 및 관련 이미지에 대한 명확하고 간결한 설명
- 응용의 창의성과 혁신성
- 에너지 절감 또는 친환경적 장점도 고려됩니다
본 공모전 1등은 다음에게 수여되었습니다:
Basit Ali
박사 과정 코즈 대학교 마이크로 나노 제조 연구실, 이스탄불, 터키
공동 저자:
Mehdi Bostan Shirin, Dr. Umut Kerimzade, Prof. Dr. Erdem Alaca
사용된 시스템:
Heidelberg Instruments DWL 66⁺ Laser Lithography System
설명:
실리콘 나노와이어와 같은 1차원 소재는 첨단 생화학 및 관성 센서에 매우 중요합니다. 그러나 기존 전자빔 리소그래피(e-beam)는 속도가 느리고 비용이 높은 단점이 있습니다.
DWL 66+ 장비를 사용하여 MEMS 앵커의 정밀 패터닝 후 이온빔 식각을 통해 단일 구조의 나노와이어를 제작하였습니다.
e-beam 대비 DWL 66+는 공정을 단순화하고 환경 영향을 줄이며 작성 시간을 크게 단축합니다.
나노와이어의 임계 치수는 250 nm까지 구현되었습니다.
이 방법은 저비용 고해상도 센서 개발 가능성을 제공합니다.
심사위원 성명서:
이온 빔 에칭을 통해 250nm의 미세한 임계 치수를 달성하려면 높은 균일성과 반복성을 갖춘 리소그래피 공정이 필요합니다. 이 성과는 DWL 66+ 리소그래피 시스템의 높은 안정성을 입증합니다.
2등상
단일 면역 T 세포 역학 연구를 위한 단일 세포 미세유체 트래핑 시스템
Wei-Che Chang
PhD Candidate, Integrated Photonics and Applications Centre (InPAC), School of Engineering, RMIT University, Melbourne, Australia
공동 저자:
Dr. Crispin Szydzik, Dr.Apriliana E. R. Kartikasari, Dr. Cesar S. Huertas, Brianna Bradley, Dr. Cartos Escobedo, Dist. Prof. Magdalena Plebanski, Dist. Prof. Arnan Mitchell
사용 시스템:
Heidelberg Instruments MLA 150 마스크리스 얼라이너
설명:
난소암은 매년 20만 명 이상의 목숨을 앗아가고 있으나, 현재의 치료법은 만족스럽지 못합니다. 면역요법은 T세포의 소진을 역전시켜 암과 싸우는 데 유망한 것으로 보이지만, 현미경으로 부착되지 않은 세포를 일일이 스캔해야 하는 번거로움으로 인해 시간적 정보가 부족합니다. 단일 세포를 병렬로 분석할 수 있는 플랫폼을 개발하는 것이 매우 중요합니다. 미세유체 장치는 높은 공간적 및 시간적 분해능을 제공합니다. 본 연구는 정밀한 제작을 위해 MLA 150 마스크리스 얼라이너(Maskless Aligner)를 활용하여, PDMS 미세유체 칩(µFC)의 금형 역할을 하는 두 개의 마이크로미터 규모 패턴을 정확하게 정렬함으로써, 다중 단일 세포 분리를 위한 이중층 세포 포획 어레이를 제시합니다. 이 모델에서 200개의 Jurkat 세포(T세포의 일종)를 분리하고, 하나의 시야 내에서 형광 염료 흡수 과정의 동적 변화를 기록했습니다. 이 플랫폼은 면역 세포 연구에 필수적인 고내용 데이터를 제공함으로써, 난소암 근절을 위한 잠재적 면역요법의 발전을 도모합니다.
심사위원단 소감:
저희의 도구가 의학 연구 발전에 기여하고 있다는 사실, 특히 암 퇴치를 위한 노력에 힘을 보태고 있다는 점을 알게 되어 큰 자부심을 느낍니다. 수많은 사람의 삶에 긍정적인 변화를 가져올 잠재력을 지닌 이러한 중대한 사업에 저희의 기술이 활용되는 모습을 보는 것은 무척이나 보람된 일입니다.
3등상
자성 박막의 그레이스케일 직접 레이저 어닐링
Dr. Lauren Riddiford
박사후 연구원, 스위스 취리히 취리히 폴 쉐러 연구소 메조스코픽 시스템 연구실, ETH 취리히 – 폴 쉐러 연구소
공동 저자:
제프리 브록 박사, 카타르지나 무라프스카 박사, 알레스 흐라벡 박사, 로라 하이더만 교수
사용된 시스템:
Heidelberg Instruments DWL 66⁺ Laser Lithography System
설명:
본 연구는 포토레지스트를 사용하지 않고 DWL 66+의 그레이스케일 기능을 활용하여, 자성 박막에 “직접 레이저 기록(direct-write laser)” 기술을 적용함으로써 국소적인 자성 특성 변화를 유도하였다. 예를 들어, CoFeB-Pt 자성 다층 구조에서 레이저 출력이 증가함에 따라 수직 자기 이방성이 감소하고, 고출력에서는 자성이 소멸되어 재료 제거 없이도 자성 선을 형성할 수 있었다. DWL 66+의 “고급 그레이스케일” 기능을 활용하여, 반경에 따라 이방성이 증가하는 자기 특성을 반영한 눈송이 모양의 패턴을 생성함으로써, 자기장 하에서 자화 전환을 제어할 수 있었다. 가해진 자기장은 이방성 구배에 따라 “하향” 자기 도메인을 확장시킨다. 자화 전환에 저항하는 원형 영역은 눈송이 패턴 외부에 고출력 레이저를 조사하여 어닐링함으로써 정의된다.
이러한 새로운 기술은 재료 특성 구배를 활용한 혁신적인 장치 개발에 새로운 가능성을 열어줍니다.
심사위원 평:
저희 도구의 기능을 이처럼 혁신적으로 활용한 점에 깊은 감명을 받았습니다. 그레이스케일을 활용해 특정 부위의 자기적 특성을 조절하는 방식은 저희가 생각지 못했던 개념이었습니다. 도구 사용자들의 독창성이 저희의 기대를 뛰어넘어, 저희 기술의 다재다능함과 잠재력을 유감없이 보여준 점에 큰 기쁨을 느낍니다.
4등상
GaN 디바이스: 골드 에어 브릿지의 제작 어레이
숀코 슈브로
박사 학위 연구원, 인도 벵갈루루, 인도 과학원(IISc) 나노 과학 및 공학 센터(CeNSE)
공동 저자:
루파 J 박사, 무랄리다란 R, 프로센짓 센, 디그비조이 나스 박사
사용 시스템:
하이델베르그 인스트루먼트 µPG501(µMLA의 전신)
설명:
RF 소자 및 기타 응용 분야에서 금속 배선 역할을 하는 에어 브리지는 실리콘 기판 위에 제작됩니다. 이는 두께가 약 3~4 마이크로미터인 공중에 떠 있는 금속 박막으로 만들어집니다. 이 에어 브리지는 두꺼운 포토레지스트인 AZ 4562를 사용한 이중 리소그래피 공정을 통해 Heidelberg Instruments의 µPG 501(µMLA의 전신)을 이용하여 패턴화되었습니다. 아치 구조를 형성하기 위해 레지스트 리플로우 공정이 수행되었습니다. 금 증착은 전기 도금 방식으로 이루어졌습니다. 와이어 본딩과 유사한 이 제조 공정은 마이크론 단위로 진행됩니다.
심사위원 평:
RF 소자의 금속 배선 역할을 하는 이 시각적으로 매력적인 구조물들은, 레지스트 리플로우 대신 그레이스케일 리소그래피를 사용하여 유사한 구조물을 제작할 수 있는 가능성을 보여줍니다. 이를 통해 단일 리소그래피 공정만으로 노광을 구현할 수 있습니다.
5등상
2D 나노전자용 그레이스케일 나노토포그래피
샤 리우, 베르케 에르바스 박사
마이크로시스템 연구실(LMIS1), 스위스 로잔 연방 공과대학교(EPFL)
공동 저자:
유르겐 브루거 교수
사용 시스템:
Heidelberg Instruments NanoFrazor
설명:
그레이스케일 나노리소그래피의 등장은 반도체와 같은 2차원(2D) 소재의 부상과 맞물려, 첨단 나노전자공학의 가능성을 예고하고 있습니다. 이러한 소재들은 뛰어난 전기적 특성을 지니고 있어, 10nm 미만의 채널 길이와 나노시트 적층 트랜지스터 구현을 통해 프로세서에 혁명을 일으킬 것으로 기대됩니다. 그러나 실리콘에 비해 낮은 전자 이동도와 같은 과제가 여전히 존재하므로, 이들의 집적 및 물리적 특성에 대한 추가 연구가 필요합니다. 실리콘 기반 방법과 유사한 변형 공학은 전하 운반체 이동도를 향상시키는 데 유망한 것으로 보인다. 본 연구는 나노 공학적으로 설계된 유전체 층에 밀착함으로써 단층 MoS₂에서 효과적인 변형 조절이 가능함을 입증했다. 유형에 관계없이 다양한 2차원 소재에 적용 가능한 이 범용 기술은 다양한 응용 분야의 잠재력을 지니며, 나노기술의 진화하는 지형을 잘 보여준다.
심사위원 평:
숙련된 연구자들의 손에서 발휘된 NanoFrazor의 뛰어난 성능에 깊은 감명을 받았습니다. 그레이스케일 나노리소그래피와 MoS2를 결합함으로써 시각적으로 놀라운 나노전자 소자를 구현해 냈습니다. 여기에 패턴화된 MoS2 채널과 리프트오프 금속화 공정을 더함으로써 소자의 성능 향상이 기대됩니다.
입선
우주 폴리머의 30인치 직경 회절 렌즈
김현정
연구 물리학자, NASA 랭글리 연구 센터, 미국 버지니아주 햄튼
사용 시스템:
하이델베르그 인스트루먼트 DWL 66fs (후면 정렬 포함)
설명:
이 프로젝트는 DWL 66fs를 사용하여 마일라 필름 위에 뒷면 정렬 방식을 적용해 직경 30인치(76.2cm)의 회절 렌즈를 제작하는 작업이었습니다. 제거 가능한 격자 패턴이 적용된 유연하고 투명한 기판을 활용함으로써, NASA의 DWL 66fs가 처리할 수 있는 최대 기판 크기인 7인치를 뛰어넘는 대형 렌즈의 미세 패턴 형성이 가능해졌습니다. 폭이 수십 마이크로미터인 고리들로 구성된 이 렌즈는 초점 거리가 164피트(50미터)이며, 테스트 과정에서 전체 영역에 걸쳐 정밀한 초점 성능을 보여줌으로써 제작 정밀도를 입증했습니다. 목표는 실제 적용을 위해 야외 테스트를 통해 렌즈의 화질과 효율성을 평가하는 것입니다.
심사위원단 소감:
미세 구조물의 크기는 큰 난제가 되지 않았지만, 해당 장비의 후면 정렬 기능을 탁월하게 활용한 점이 특히 돋보입니다. 또한 응용 분야 자체도 매우 흥미로우며, 주요 항공우주 연구 센터에서 당사 시스템을 활용하고 있다는 점에 큰 자부심을 느낍니다.
