JP2007062372A - 高縦横比のナノ構造物の形成方法及び微細パターンの形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単かつ経済的な工程により、ナノサイズの直径である高縦横比の構造物を形成できる高縦横比のナノ構造物の形成方法を提供する。
【解決手段】基板上に高分子薄膜を形成し、高分子薄膜にモールドを接触させる。次に、モールドの陰刻部のベース面と接触する高分子パターンを形成し、高分子薄膜から前記モールドを除去し、高分子パターンを伸張させることによって、高縦横比のナノ構造物を形成する。本発明のナノ構造物の形成方法を使用すれば、最適化されている自然系の各種繊毛を摸写できる。また、超疎水性又は高接着性などの性質を有する新しい機能性素材を開発できる。進んで、ますます微細化している電子素子のナノサイズの微細パターン形成工程などに応用が可能であり、かつ最近、注目されつつある炭素ナノチューブと共に、各種超精密産業の技術開発にも大きく寄与できる。
【選択図】図４

Description

本発明は、高縦横比（high aspect ratio）のナノ構造物の形成方法及び微細パターンの形成方法に関し、詳細には、顕著に改善された工程容易性と卓越した経済性を有する高縦横比のナノ構造物の形成方法及びこれを利用した微細パターンの形成方法に関する。

１９８０年代以来最近まで、殆どの産業部品が小型化されつつあり、このような傾向に従い、ナノサイズの構造物（以下、「ナノ構造物」と記す）を形成する必要性がますます大きくなってきている。このような要求に相応し、信頼性のあるナノ構造物を経済的かつ容易に形成するための多様な技術が提示されている。

ナノ構造物を形成するための代表的な方法として、ナノインプリントリソグラフィー（nanoimprint lithography）技術が、下記特許文献１に開示されている。詳説すれば、まず電子ビームリソグラフィーを使用して、ナノサイズのパターンを有する硬いモールドを形成し、その後、高分子化合物などを基板上にコーティングした後に加熱することによって、流動性を与える。その後、既に形成された硬いモールドを約１９００ｐｓｉ程度の強い圧力で押さえることによって、ナノ構造物を形成する。

上記方法によれば、強度の強いモールドを使用することによって、数十ナノサイズの小さな構造物を製作できるという長所がある。しかしながら、強度の強いモールドを使用し、かつ強い圧力を必要とするため、陰刻モールド又は多様な大きさのパターンを有するモールドを使用してパターンを形成するのが容易ではなく、広い面積にパターンを形成することも容易ではない。また、何より、高い縦横比の構造物を製作し難いという短所がある。

このような問題を克服するために、硬いモールドではない、相対的に軟らかく、かつ弾性のあるモールドを使用する多様なソフトリソグラフィー技術が開発されてきた。このような技術として、微細接触プリンティング（micro contact printing）という方法が例に挙げられる。前記方法によれば、まずポリジメチルシロキサン（Poly-Dimethyl Siloxane：ＰＤＭＳ）という物質を使用して、パターンのあるモールドを形成し、このモールドの陽刻部位に化学物質を塗布する。次に、前記モールドを基板上に押さえることによってパターンを形成させる方法であって、一種の印鑑を押す方法と似ている。

この方法によれば、基板上に残渣層が全くなく、所望のパターンを作ることができるという長所がある。しかしながら、ＰＤＭＳ等の化学物質を付ける方法であるため、高い縦横比の構造物を製作できないという短所がある。
この他にも、ソフトリソグラフィー技術の一種として、下記特許文献２には、所謂ＭＩＭＩＣ（Micromolding in capillaries）と呼ばれる技術が開示されている。この技術によれば、パターンのあるＰＤＭＳモールドを基板上に位置させた後、モールドの横面から流体を流すことによって、マイクロサイズの３次元構造体を形成できる技術である。この方法を複数の層に繰り返す場合、高い３次元構造物を形成できる。しかしながら、信頼性のある高縦横比の構造物を形成するためには、複数の層のモールドを精密に配列しなければならないため、工程が困難かつ複雑である。

この他にも、多様なソフトリソグラフィー技術が開発されたが、殆どのソフトリソグラフィー技術は強度が弱く、かつ弾性のあるＰＤＭＳモールドの使用により、広い面積に３次元のマイクロ構造物を形成できるという長所を持っているが、ナノサイズの構造物を製作し難いという決定的な限界を持っている。

一方、高縦横比のナノ構造体を製作するための更に他の方法として、原子顕微鏡エッチング（Atomic force microscope lithography）という方法が知られている。詳説すれば、この方法は、原子顕微鏡の探針を駆動し、ポリマーを物理的に接触させることによって、高縦横比のナノ構造体を作る方法である。前記方法によれば、精巧な構造を作ることができるという長所はあるが、探針を介して構造体を１つ１つ作る方法であるため、工程速度が顕著に遅く、これに伴い広い面積の工程が困難であるという短所がある。

この他のナノ構造体の形成方法として、微細電磁機械システム（micro electro mechanical system：ＭＥＭＳ）工程、深度反応性イオンエッチング（Deep Reactive Ion Etching：ＤＲＩＥ）及び既存の伝統的な露光工程（電子ビームリソグラフィー、フォトリソグラフィー）などがある。これらの方法は、殆ど従来の半導体工程において用いられてきた方法であって、工程上に差はあっても、露光工程を必須とする方法であるため、複数枚のマスクを使用しなければならず、工程が複雑であるため、工程時間が長く、何より費用が多くかかるという短所がある。

米国特許第５，７７２，９０５号明細書 米国特許第６，３５５，１９８号明細書

したがって、本発明は、上記の従来の問題を解決するためになされたもので、その目的は、簡単かつ経済性のある工程により、ナノサイズの直径を有する高縦横比の構造物を形成できる高縦横比のナノ構造物の形成方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、高縦横比のナノ構造物の形成方法を利用した微細パターンの形成方法を提供することにある。

上記の目的を達成すべく、本発明に係る高縦横比のナノ構造物の形成方法によれば、基板上に高分子薄膜を形成するステップと、前記高分子薄膜にモールドを接触させるステップと、前記高分子薄膜が流動し、前記モールドの陰刻部のベース面と接触する高分子パターンを形成するステップと、前記高分子パターンが形成された高分子薄膜から前記モールドを除去し、前記高分子パターンが伸張されたナノ構造物を形成するステップとを含む。

また、本発明に係る微細パターンの形成方法によれば、基板上に高分子薄膜を形成するステップと、前記高分子薄膜にモールドのパターンを接触するステップと、前記高分子薄膜が流動し、前記モールドの陰刻部のベース面と接触する高分子パターンを形成するステップと、前記高分子パターンが形成された高分子薄膜から前記モールドを除去し、前記高分子パターンが伸張されたナノ構造物を形成するステップと、前記伸張されたナノ構造物をマスクとして前記基板をエッチングし、前記基板上に微細パターンを形成するステップと、前記微細パターンが形成された基板上から前記ナノ構造物を除去するステップとを含む。

本発明によれば、高縦横比のナノ構造物を簡単な工程を使用して形成できる。したがって、高縦横比のナノ構造物の形成を必要とする種工程の効率性と経済性を向上させることができる。このような高縦横比のナノ構造物は、多様な分野に応用できるものである。

例えば、本発明によるナノ構造物の形成方法を使用すれば、最適化されている自然系の各種繊毛を摸写できる。具体的に、ナノ水準の繊毛を摸写することによって、各種材料表面の摩擦抵抗や抗力を減少させることができる。このような技術を自動車などの運送手段、特に航空機、船舶、深海底探査船などの大型移動手段の表面に適用すれば、極めて卓越した燃料低減の効果を期待することができる。
例えば、本発明によるナノ構造物の形成方法を使用すれば、最適化されている自然系の各種繊毛を摸写できる。具体的に、ナノ水準の繊毛を摸写することによって、各種材料表面の摩擦抵抗や抗力を減少させることができる。このような技術を自動車などの運送手段、特に、航空機、船舶、深海底探査船などの大型移動手段の表面に適用すれば、極めて卓越した燃料低減の効果を期待することができる。

また、本発明によるナノ構造物の形成方法を利用し、超疎水性又は高接着性などの性質を有する新しい機能性素材を開発できる。具体的に、超疎水性を有する素材を使用して、自浄機能や防湿機能のある素材（例えば、建築用外装材、家庭用及び産業用高機能性ガラス、光学用レンズ等）を製作して産業各分野に応用できる。また、高接着性を有する素材を使用し、壁面などを垂直へ移動できるロボットなどを開発することもできる。すなわち、国防、宇宙、産業用ロボットなど各種産業技術の開発などに適用できる。

また、ますます微細化されている電子素子のナノサイズの微細パターン形成工程などに応用が可能であり、かつ、最近、注目されつつあるナノチューブと共に、各種超精密産業の技術開発にも大きく寄与できる。

本発明によれば、高縦横比のナノ構造物を簡単な工程を使用して形成できる。したがって、高縦横比のナノ構造物の形成を必要とする各種工程の効率性と経済性を向上させることができる。このような高縦横比のナノ構造物は、多様な分野に応用できる。
例えば、本発明によるナノ構造物の形成方法を使用すれば、最適化されている自然系の各種繊毛を摸写できる。具体的に、ナノ水準の繊毛を摸写することによって、各種材料表面の摩擦抵抗や抗力を減少させることができる。このような技術を自動車などの運送手段、特に、航空機、船舶、深海底探査船などの大型移動手段の表面に適用すれば、極めて卓越した燃料低減の効果を期待することができる。

また、本発明によるナノ構造物の形成方法を利用し、超疎水性又は高接着性などの性質を有する新しい機能性素材を開発できる。具体的に、超疎水性を有する素材を使用して、自浄機能や防湿機能のある素材（例えば、建築用外装材、家庭用及び産業用高機能性ガラス、光学用レンズ等）を製作して産業各分野に応用できる。また、高接着性を有する素材を使用し、壁面などを垂直へ移動できるロボットなどを開発することもできる。すなわち、国防、宇宙、産業用ロボットなど各種産業技術の開発などに適用できる。

また、ますます微細化されている電子素子のナノサイズの微細パターン形成工程などに応用が可能であり、かつ、最近、注目されつつあるナノチューブと共に、各種超精密産業の技術開発にも大きく寄与できる。

以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の好ましい実施の形態による高縦横比のナノ構造物の形成方法及びこれを利用した微細パターンの形成方法を詳細に説明する。
図１〜図４は、本発明による高縦横比のナノ構造物の形成方法の一実施形態を説明するための断面図である。

図１〜図４に示すように、本実施形態による高縦横比のナノ構造物の形成方法によれば、まず基板１０上に高分子薄膜２０を形成し（ステップＳ１０）、前記高分子薄膜２０にモールド３０を接触させる（ステップＳ２０）。次に、前記モールド３０の陰刻部のベース面３２と接触する高分子パターン２２を形成し（ステップＳ３０）、前記高分子パターン２２が形成された基板１０から前記モールド３０を除去して、前記高分子パターン２２を伸張させることによって（ステップＳ４０）、伸張された高分子パターン、すなわち高縦横比のナノ構造物２４を形成する。

これを各ステップ別に詳細に説明する。
図１に示すように、まず基板１０上に高分子薄膜２０を形成する（ステップＳ１０）。
前記基板１０としては、シリコン基板、金属基板、高分子基板、ガラス基板などを例示でき、例えば、半導体工程中の一定の下部構造物であっても良い。前記高分子薄膜２０としては、例えば、ポリスチレン（polystyrene）、ポリメチルメタクリルレート（poly methyl methacrylate）などの熱を加えて流動させ得る、熱可塑性樹脂などを使用することが好ましい。

前記高分子薄膜２０は、薄膜の形成に広く用いられるスピンコート法などの方式で、前記基板１０上に形成できる。
本実施形態においては、前記基板１０、前記高分子薄膜２０、及び前記モールド３０の間の表面エネルギーを調節することによって、高縦横比のナノ構造物を形成する。したがって、前記基板１０上に高分子薄膜２０を形成する（ステップＳ１０）前に、前記基板１０を表面処理し、前記基板１０の表面エネルギーを調節するステップを先に行うこともできる。このような前記基板１０、高分子薄膜２０、及びモールド３０の相互間の表面エネルギーの関係については、後述する。

次に、図２に示すように、前記高分子薄膜２０にモールド３０を接触させる（ステップＳ２０）。
前記モールド３０には、例えば、ポリウレタン（polyurethane）、ポリジメチルシロキサン（Poly-Dimethylsiloxane：ＰＤＭＳ）のような高分子、又は酸化シリコン（ＳｉＯ₂）のような無機物を単独又は２以上混合して使用することができる。

前記高分子薄膜２０にモールド３０を接触させた後に、前記モールド３０に所定の圧力を加え、前記高分子薄膜２０と前記モールド３０のパターン面とを均一に接触させることが好ましい。この時、圧力は、約０．１気圧〜１０気圧の圧力を加えることが好ましい。０．１気圧未満の低い圧力を加える場合、高分子薄膜２０とモールド３０のパターン面とを均一に接触させることが困難となり、毛細管効果を促進させようとする効果は期待し難くなる。また、１０気圧を超過して圧力を加える場合、後述する本発明において図る毛細管現象により微細パターンが形成されることではなく、従来の発明と同様に、圧力によりパターンが形成されることに過ぎず、この場合、高縦横比のナノ構造物の形成が難しくなる。

また、常温で流動性の低い高分子薄膜２０を使用する場合、前記高分子薄膜２０をなす物質のガラス転移温度（glass-transition temperature：Ｔｇ）以上に加熱し、高分子薄膜２０の流動性を確保するステップをさらに行うことができる。
このように、圧力を加えて高分子薄膜２０とモールド３０との間の接触均一性を向上させるか、又は加熱し、高分子薄膜２０の流動性を確保することによって、後述のように、毛細管現象又は圧出による前記高分子パターンに前記モールドを転写できるようになる。
選択的に、前記高分子薄膜２０にモールド３０を接触させる前に、前記モールド３０を表面処理し、前記モールド３０の表面エネルギーを調節するステップをさらに行うことができる。

図３に示すように、前記高分子薄膜２０が流動し、前記モールド３０の陰刻部のベース面３２と接触する高分子パターン２２を形成させる（ステップＳ３０）。
一般に、高分子は、殆どがガラス転移温度（Ｔｇ）を有しているが、この温度になれば、高分子が液体の性質を有するようになり、かつ流動性を有するようになる。この時、高分子が引き上げられる形状のモールド（円状）を高分子に接触させれば、毛細管現象により、高分子がモールドの形状に沿って動くようになる。

このステップでは、このような毛細管現象を利用し、前記高分子薄膜２０を前記モールド３０の空いた部分、すなわち陰刻部に充填し、前記高分子薄膜２０と陰刻部のベース面３２とを接触させる。
具体的に、前記高分子薄膜２０をなす物質が常温で流動性のある高分子物質であるとき、モールド３０を前記高分子薄膜２０に密着接触させることによって、毛細管現象を誘発させ、高分子パターン２２を形成することができる。仮りに、前記高分子薄膜２０をなす物質が常温で流動性のない高分子物質であれば、上述のように、所定の温度条件で熱処理工程を行って、毛細管現象を誘発させることができる。また、前記高分子薄膜２０をなす高分子物質に流動性のない場合、前記高分子薄膜２０にソルベントなどを吸収（又は浸透）させて流動性を確保し、毛細管現象を現れるようにすることができる。

また、重力を利用して前記高分子薄膜２０が前記モールド３０の陰刻部を充填することを促進させるために、前記高分子薄膜２０が形成された基板１０を上部に位置させ、前記モールド３０を下部に位置させることができる。
このように、毛細管現象によって、前記高分子薄膜２０は、前記モールド３０の陰刻部を充填していき、結局、モールドの陰刻部のベース面３２と接触するようになる。このように、高分子薄膜２０に高分子パターン２２が形成されて、前記陰刻部のベース面３２と接触すれば、高分子パターン２２及び前記モールド３０の表面エネルギーに応じて、界面に親和力が形成される。このような親和力は、接触する２つの物質の表面張力が類似しているか、互いに類似した官能基（functional group）を含む等の理由で、類似した表面エネルギーを表すほど大きくなる。言い換えれば、一定の表面エネルギーを有する高分子薄膜２０やモールド３０を選択するか、または表面処理を介して前記高分子薄膜２０やモールド３０の表面エネルギーを調節すれば、両方間の親和力を調節できる。

次に、図４に示すように、前記高分子パターン２２から前記モールド３０を除去し、高縦横比のナノ構造物（伸張された高分子パターン）２４を形成する（ステップＳ４０）。
上述のように、互いに接触する前記高分子パターン２２とモールド３０は、親和力を持っているため、前記モールド３０を除去するとき、高分子パターン２２が前記モールド３０に沿って伸張し、結果的に、極めて高縦横比のナノ構造物２４を形成する。

但し、前記高分子パターン２２を含む高分子薄膜２０が、前記基板１０から離脱されてはならないため、前記高分子薄膜２０又は高分子パターン２２は、前記モールド３０との親和力より、前記基板１０との親和力の方が強くなければならない。すなわち、前記高分子薄膜２０及び前記基板１０の表面エネルギー差が、前記高分子薄膜２０及び前記モールド３０の表面エネルギー差以下であることが好ましい。また、前記高分子パターン２２の伸張の程度は、前記高分子薄膜２０及び前記モールド３０の表面エネルギー差が１つの変数となり得る。

結局、上述の基板１０、高分子薄膜２０、モールド３０を構成する物質は、例示に過ぎず、このような相互間の表面エネルギーと、これによる親和力を調節できる組み合わせであれば、原則的に如何なる物質を選択しても良い。
本実施形態によれば、従来の写真エッチング工程によっては達成できなかった、極めて高縦横比のナノ構造物を容易に形成できる。このようなナノ構造物を表面に有する素材は、極めて強い疏水性を有するようになることから、防汚機能などのある機能性素材を製作できるようになる。また、高縦横比の構造を表面に有する場合、極めて広い表面積を有するようになり、これによって表面接着力が顕著に向上された素材の開発に応用できる。
すなわち、本実施形態によるナノ構造物は、半導体製造工程などにおいて微細パターンの形成に有用に使用できるのみならず、自然系の繊毛摸写に広く応用できる。

また、本発明の実施形態を利用して、前記高縦横比のナノ構造物の形成方法を利用した微細パターンを形成する方法について説明する。
図５及び図６は、本発明による微細パターンの形成方法の一実施形態を説明するための断面図である。
詳説すれば、高縦横比のナノ構造物をマスクとして下部基板１０に微細パターンを形成するために、上述のステップＳ１０〜ステップＳ４０の方法に従って、基板１０上に高縦横比のナノ構造物を形成する。これについては、上記と重複した説明は省略する。

図５に示すように、まず前記ナノ構造物２４をマスクとして前記基板１０をエッチングすることによって、前記基板上に微細パターン１２を形成する（ステップＳ５０）。詳説すれば、前記基板１０のエッチングが行われる前に、前記基板１０上の高縦横比のナノ構造物２４が形成された高分子薄膜２０のエッチングが行われる２つの段階のエッチングが行われる。

この場合、ナノ構造物２４及びナノ構造物２４が形成されていない高分子薄膜１０の部分は、厚さの差が顕著なため、ナノ構造物２４が形成された部分がマスクの役割を果たすことができる。また、高縦横比のナノ構造物をマスクとするため、下部基板１０にも高縦横比の各種構造物を形成できるようになる。

次に、図６に示すように、前記微細パターンが形成された基板１２上から前記ナノ構造物２４を除去し、基板上の微細パターン１２を形成する（ステップＳ６０）。この時、前記ナノ構造物２４に用いられた物質のみを選択的に除去する除去方法を使用することが好ましい。

図７は、本発明による微細パターンの形成方法の他の実施の形態を説明するための断面図である。
同図に示すように、前記ステップＳ５０において行った基板１０をエッチングする過程を行う前に、まず前記高分子薄膜１０のうち、高縦横比のナノ構造物２４が形成されていない部分のみを選択的に除去する過程（ステップＳ６０）を行うことができる。すなわち、この場合、ナノ構造物２４を含む高分子薄膜２０全面を対象にエッチングをする場合とは異なり、ナノ構造物２４が形成されていない部分のみをまず除去するため、ナノ構造物２４が損傷されず残存する。
すなわち、このような損傷されていないナノ構造物２４をマスクとし、下部基板１０にパターンを形成する場合、より微細で、より高い縦横比の微細パターンが形成できるようになる。
上述の方法によれば、順次多層化される各種電子回路や半導体素子構造を精密かつ経済的に形成できる。

以下の実施例及び比較例を通じて、本発明をさらに詳細に説明する。但し、この実施例は、本発明を例示するためのものであって、これらに限定されるものではない。
＜実施例＞
基板上への高分子薄膜の形成（ステップＳ１０）
まず、シリコン基板をトリクロロエチレン（Tri-Chloro Ethylene：ＴＣＥ）溶液が入られている超音波容器（ultrasonic bath）に入れて、約５分間超音波洗浄する。次に、前記シリコン基板をメタノール溶液が入られた超音波容器に入れて、５分間超音波洗浄を行った。次に、前記シリコン基板を超音波容器から取り出して蒸溜水で再び洗浄した。その後、トルエンに溶かしたポリスチレン（３０重量％）を使用し、前記基板上に高分子薄膜をコートした。この時、コーティングは、３０００ｒｐｍのスピンコート法を利用した。

モールドの接触及び高分子パターンの形成（ステップＳ２０、Ｓ３０）
続けて、所望のパターンが刻まれたポリウレタンモールドを前記高分子薄膜と接触させた。このとき、接触面が浮かないように、すなわち均一に接触して、毛細管効果が円滑に得られるように、弱い圧力でよく接触させ、１３０℃で５時間熱処理を行った。この間に、前記ポリスチレン高分子薄膜は、次第に前記ポリウレタンモールドの空いた部分に充填され、結果的にポリウレタンモールドの陰刻部のベース面と接触するようになった。

高縦横比のナノ構造物の形成（ステップＳ４０）
最後に、前記ポリウレタンモールドを垂直方向に除去し、高縦横比のナノ構造物を形成した。このとき、ポリウレタンモールドを除去する速度や方向などによって、多様な形状のナノ構造物が形成できた。
図８〜図１２は、前記実施の形態により形成された多様な形状のナノ構造物を、走査電子顕微鏡（モデル名：ＸＬ３０ＦＥＧ、オランダフィリップス電子の製品）を使用して観察した走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。図１３は、本実施例によって形成された高縦横比ナノ構造物に水滴を滴下した写真であって、ナノ構造物が形成された表面の疏水性を示す走査電子顕微鏡写真である。

＜比較例＞
前記実施の形態と同じ方法でステップＳ１０〜ステップＳ２０を行い、ステップＳ３０において、ポリスチレン高分子薄膜が前記ポリウレタンモールドの空いた部分を充填するとき、ポリウレタンモールドの陰刻部のベース面と接触する前に、ポリウレタンモールドを除去した。

図１４は、比較例によって形成された高分子パターンの走査電子顕微鏡写真である。同図に示すように、図８〜図１２において観察されるナノ構造物とは異なり、形成された構造物の縦横比が顕著に低減することが観察できる。
このような実験結果によれば、高縦横比のナノ構造物を極めて簡単かつ経済的な工程で形成でき、このような構造を応用すれば、疏水性や接着力が顕著に良い素材などの開発に使用できる。

なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明に係る技術的思想から逸脱しない範囲内で様々な変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に属する。

本発明による高縦横比のナノ構造物の形成方法の一実施形態を説明するための断面図。 本発明による高縦横比のナノ構造物の形成方法の一実施形態を説明するための断面図。 本発明による高縦横比のナノ構造物の形成方法の一実施形態を説明するための断面図。 本発明による高縦横比のナノ構造物の形成方法の一実施形態を説明するための断面図。 本発明による微細パターンの形成方法の一実施形態を説明するための断面図。 本発明による微細パターンの形成方法の一実施形態を説明するための断面図。 本発明による微細パターンの形成方法の他の実施形態を説明するための断面図。 本発明によって形成された多様な形状の高縦横比のナノ構造物の実施例を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で撮影した写真を示す概略図。 本発明によって形成された多様な形状の高縦横比のナノ構造物の実施例を、走査型電子顕微鏡で撮影した写真を示す概略図。 本発明によって形成された多様な形状の高縦横比のナノ構造物の実施例を、走査型電子顕微鏡で撮影した写真を示す概略図。 本発明によって形成された多様な形状の高縦横比のナノ構造物の実施例を、走査型電子顕微鏡で撮影した写真を示す概略図。 本発明によって形成された多様な形状の高縦横比のナノ構造物の実施例を、走査型電子顕微鏡で撮影した写真を示す概略図。 本発明によって形成された高縦横比のナノ構造物の実施例を、疎水性を説明するために、走査型電子顕微鏡で撮影した写真を示す概略図。 比較例によって形成された高分子パターンを、走査型電子顕微鏡で撮影した写真を示す概略図。

符号の説明

１０：基板、１２：微細パターンが形成された基板、２０：高分子薄膜、２２：高分子パターン、２４：ナノ構造物、３０：モールド、３２：モールド陰刻部のベース面

Claims (13)

1. 基板上に高分子薄膜を形成するステップと、
   前記高分子薄膜にモールドを接触させるステップと、
   前記高分子薄膜が流動し、前記モールドの陰刻部のベース面と接触する高分子パターンを形成させるステップと、
   前記高分子パターンが形成された高分子薄膜から前記モールドを除去し、前記高分子パターンが伸張されたナノ構造物を形成するステップと
   を含むことを特徴とする高縦横比のナノ構造物の形成方法。
2. 前記高分子薄膜は、熱可塑性樹脂を含むことを特徴とする請求項１に記載の高縦横比のナノ構造物の形成方法。
3. 前記モールドが、ポリウレタン、ポリジメチルシロキサン、及び酸化シリコンからなる群から選択される少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の高縦横比のナノ構造物の形成方法。
4. 前記高分子薄膜の流動が、前記高分子薄膜を加熱して行われることを特徴とする請求項１に記載の高縦横比のナノ構造物の形成方法。
5. 前記陰刻部のベース面と接触する高分子パターンの形成が、前記モールドに０．１気圧〜１０気圧の圧力を加え、前記高分子薄膜を圧出成形することによって行われることを特徴とする請求項１に記載の高縦横比のナノ構造物の形成方法。
6. 前記陰刻部のベース面と接触する高分子パターンの形成が、前記高分子薄膜が形成された基板を上部に位置させ、前記モールドを下部に位置させることによって、前記陰刻部のベース面に接触する高分子パターンの形成を重力によって促進することを特徴とする請求項１に記載の高縦横比のナノ構造物の形成方法。
7. 前記基板及び前記高分子薄膜の表面エネルギー差が、前記高分子薄膜及び前記モールドの表面エネルギー差以下であることを特徴とする請求項１に記載の高縦横比のナノ構造物の形成方法。
8. 前記高分子薄膜及び前記モールドの表面エネルギー差を調節することによって、前記高分子パターンの伸張の程度を調節することを特徴とする請求項１に記載の高縦横比のナノ構造物の形成方法。
9. 前記基板上に高分子薄膜を形成させるステップの前に、
   前記基板を表面処理し、前記基板の表面エネルギーを調節するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の高縦横比のナノ構造物の形成方法。
10. 前記高分子薄膜にモールドを接触させる前に、
    前記モールドを表面処理し、前記モールドの表面エネルギーを調節するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の高縦横比のナノ構造物の形成方法。
11. 前記高分子薄膜にモールドのパターンを接触させた後に、
    前記モールドに圧力を加え、前記高分子薄膜と前記モールドのパターンとの接触均一性を向上させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の高縦横比のナノ構造物の形成方法。
12. 基板上に高分子薄膜を形成するステップと、
    前記高分子薄膜にモールドのパターンを接触させるステップと、
    前記高分子薄膜が流動し、前記モールドの陰刻部のベース面と接触する高分子パターンを形成するステップと、
    前記高分子パターンが形成された高分子薄膜から前記モールドを除去し、前記高分子パターンが伸張されたナノ構造物を形成するステップと、
    前記伸張されたナノ構造物をマスクとして前記基板をエッチングし、前記基板上に微細パターンを形成するステップと、
    前記微細パターンが形成された基板上から前記ナノ構造物を除去するステップと
    を含むことを特徴とする微細パターンの形成方法。
13. 前記ナノ構造物を形成した後に、
    前記ナノ構造物が形成されていない高分子薄膜部分をエッチングすることによって、前記基板を露出させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の微細パターンの形成方法。