KR100879790B1

KR100879790B1 - 고분자 몰드를 이용하여 다양한 미세 패턴을 형성하는 방법

Info

Publication number: KR100879790B1
Application number: KR1020070073233A
Authority: KR
Inventors: 정희태; 정진미
Original assignee: 한국과학기술원
Priority date: 2007-07-23
Filing date: 2007-07-23
Publication date: 2009-01-22

Abstract

본 발명은 고분자 몰드를 이용하여 다양한 미세패턴을 형성하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, (a) 양각의 패턴을 갖는 실리콘 몰드에 고분자 용액을 주입하고 경화처리하여 고분자 복제몰드를 형성하는 단계; (b) 미세패턴이 형성될 기판상에 고분자 박막을 형성하는 단계; (c) 상기 (b)단계의 고분자 박막 상에 상기 (a)단계에서 수득된 고분자 복제몰드를 접촉시킨 다음 열처리하는 단계; (d) 상기 (c)단계의 고분자 복제 몰드를 분리하여 고분자 박막의 미세패턴을 형성하는 단계; 및 (e) 상기 (d)단계에서 형성된 고분자 박막의 미세패턴을 식각하여 다양한 형태 및 크기의 고분자 미세패턴을 형성하는 단계를 포함하는 고분자 몰드를 이용한 다양한 형태 및 크기의 미세패턴 제조방법에 관한 것이다.

본 발명은 하나의 고분자 몰드를 이용하여 기본 몰드가 가진 패턴에서 새롭고 다양화된 패턴을 제공하는 효과가 있다. 본 발명은 또한 패턴의 제작 공정에 따라서 마이크로미터 수준의 패턴을 나노미터 수준의 패턴으로 만들어 줄 수 있으며 이는 기존 패턴의 제작 단가에서 획기적인 절감을 가져오는 효과를 갖는다.

나노패턴, PDMS, 캐필러리 리쏘그래피, 나노임프린트

Description

고분자 몰드를 이용하여 다양한 미세 패턴을 형성하는 방법{Method for Fabricating Various Fine Patterns Using a Polymer Mold}

최근, 나노미터 스케일의 미세패턴을 제조하기 위하여, 지금까지의 광식각 공정 대신 미세패턴 제조를 위한 새로운 연구들이 행해지고 있다. 특히, 반도체 공 정에서 기기의 소형화 및 고집적화는 시간, 비용 및 시료의 크기를 감소시키고, 새로운 기능을 향상시키기 위한 중요한 공정이므로, 미세패턴에 대한 수요는 급격하게 증가하고 있는 실정이다.

이에, 나노미터 스케일의 미세 패턴을 제조하기 위한 전자빔(E-beam), 엑스선(x-ray) 식각방법 등이 연구되고 있으나, 고가의 장비와 긴 공정시간의 문제점 등이 있다. 이러한 방법으로 얻어지는 패턴의 생산성은 극히 비효율적이다. 최근, 나노 임프린트 공정을 이용하여 비교적 간단한 방법으로 패턴을 복제하여 생산성을 향상시키는 연구가 이루어지고 있다.(S. Y. Chou et al ., Appl . Phys . lett ., 67: 3114, 1995) 또한 PDMS(polydimethylsiloxane)라는 고분자 탄성체를 이용하여 몰드를 제작한 후 양각 표면에 습식식각물질이나 식각저항물질을 코팅한 후 직접 2차 기판 표면에 프린팅하여 2차 기판에 원하는 패턴을 얻거나, 2차 기판과 접촉 후 몰드 안을 패턴하고자 하는 물질을 채움으로써 역패턴을 2차 기판 위에 형성시키는 연구가 이루어지고 있다 (A. Kumer et al ., Acc . Chem . Res ., 283: 219, 1995).

또한, 실리콘 몰드에서 복제한 고분자 몰드를 이용하여 고분자 박막이 형성된 기판 위에 놓고 온도를 가하여 모세관 현상에 따라 고분자 패턴을 형성시키는 기술이 공개된 바 있다 (K.Y.Suh et al ., Advanced Materials, 13: 1386, 2001).

또한, 패턴의 전이 단계에서 습식 식각(wet ethcing)법을 이용하여 패턴의 크기를 조절한 기술이 개시되어 있다(C. M. Bruinink et al ., Adv . Funct . Mater . 16: 1555, 2006 ). 여기서, 고분자 패턴은 그대로 유지하여 식각 저항마스크로 이용하고, 선택적 식각용액(etchant)을 사용하여 반응 시간에 따라 기판에 전이되는 패턴의 사이즈가 변화되도록 하였다. 하지만 습식 식각법은 사이즈의 미세조절이 반응성 이온식각(Reactive Ion Etching, RIE)과 같은 건식 식각법보다 어렵고, 패턴의 다양화를 위한 몰드의 준비에 있어서 공정단가가 높다는 단점이 있다.

한국특허출원 제10-2000-0033873호에 개시된 캐필러리 리쏘그래피(capillary lithography)는 이러한 임프린트의 패턴 형성 방법과 PDMS와 같은 고분자 주형을 결합한 미세패턴 제조 방법으로써 고가의 장비 없이 미세 패턴 형성과 복제를 용이하게 하는 기술로 주목되어 왔으나, 동일한 형태의 미세패턴 복제만이 가능하다는 한계가 있다.

한국특허등록 제601,264호에는 양각 부분과 음각 부분으로 된 임의의 패턴을 갖는 몰드를 고분자 유기물 박막이 형성된 기판 상에 설정된 압력으로 접촉시키고, 유리전이온도 이상의 열처리 공정을 수행한 후 몰드의 양각 부분에 맞닿는 고분자 유기물만을 선택적으로 박리시키는 방법으로 미세패턴을 형성하는 것이 개시되어 있으나, 이는 패턴의 모양 및 크기를 다양하게 할 수 없다는 단점이 있다.

일본 특개2006-142393에는 기판상에 복수개의 구리미립자를 배치하는 한편, 상기 구리미립자의 표면 또는 근처에 질소 분자가 존재하는 상태하에서, 기판에 대하여 지정된 초미세 패턴의 형상에 대응하도록, 고에너지 빔을 기판에 대한 조사 위치를 변화시키면서 조사하게 하는 것으로 기판상에 초미세 패턴을 제작하는 방법이 개시되어 있다.

나노 임트린트, PDMS를 이용한 미세접촉 프린팅 방법, 캐필러리 리쏘그래피 방법과 같이 패턴의 복제에서 광식각 장치를 요구하지 않는 방법은 하나의 미세 패 턴을 대량 복제하는데 용이하나, 패턴의 종류를 바꾸기 위해서는 기본 디자인 몰드를 새롭게 제작해야하는 어려움이 있다. 특히, 나노스케일의 패턴을 얻기 위해서는 기본 실리콘 몰드 또는 마스크의 디자인을 전자빔(E-beam) 식각 공정을 통해서 일반적으로 얻을 수 있으므로 여러 가지 디자인의 패턴을 얻어야하는 경우 초기 공정비용의 단가가 급격히 증가하게 된다. 또한 패턴의 형상이 곡선 또는 기하학적 형상인 경우 전자빔에 의한 디자인의 공정이 더욱 어렵게 된다. 기존의 패턴제작은 실리콘 몰드의 기본 형상에 영향을 받아서, 대부분 직선 패턴과 원형 패턴으로 얻어진 결과들이었고, 직선 패턴은 직선 길이 그대로의 패턴을 얻거나, 직선의 가장자리에만 고분자물질이 남도록하여 선폭이 좁아진 패턴을 얻도록 하였다. 원형 패턴의 경우에도 마찬가지로 원형 그대로의 패턴이거나, 가장자리를 통해 고리 모양이 얻어지도록 하는 수준의 결과들이었다.

따라서, 당업계에서는 상기의 문제점들을 해결하기 위하여, 간소한 공정과 저렴한 비용으로 다양한 크기와 형상의 미세패턴을 수득할 수 있는 기술개발에 대한 요구가 시급한 실정이다.

이에 본 발명자들은 실리콘 몰드에서 복제한 고분자 몰드를 이용하여 다양한 형태의 미세패턴을 제작하기 위하여 예의 노력한 결과, 미세패턴이 형성될 기판 상의 고분자 박막의 두께를 조절하거나, 또는 상기 기판상에 형성된 미세패턴에 적용하는 반응성 이온 식각 공정 시간을 달리함으로써, 상기 미세패턴의 크기 및 모양을 용이하게 변화시킬 수 있다는 것을 확인하고 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명의 목적은 별도의 장치 없이 하나의 몰드에서 다양한 크기 및 모양의 미세패턴을 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, (a) 양각의 패턴을 갖는 실리콘 몰드에 고분자 용액을 주입하고 경화처리하여 고분자 복제몰드를 형성하는 단계; (b) 미세패턴이 형성될 기판상에 고분자 박막을 형성하는 단계; (c) 상기 (b)단계의 고분자 박막 상에 상기 (a)단계에서 수득된 고분자 복제몰드를 접촉시킨 다음 열처리하는 단계; (d) 상기 (c)단계의 고분자 복제 몰드를 분리하여 고분자 박막의 미세패턴을 형성하는 단계; 및 (e) 상기 (d)단계에서 형성된 고분자 박막의 미세패턴을 식각하여 다양한 형태 및 크기의 고분자 미세패턴을 형성하는 단계를 포함하는 고분자 몰드를 이용한 다양한 형태 및 크기의 미세패턴 제조방법을 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 (a)단계의 실리콘 몰드의 패턴은 가로 및 세로의 길 이가 다른 형상인 것을 특징으로 하고, 상기 (a)단계의 실리콘 몰드의 패턴은 타원형 또는 직사각형인 것을 특징으로 하며, 상기 (a)단계의 고분자 복제몰드는 PDMS(polydimethylsiloxane) 몰드인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 고분자 복제몰드는 연성 PDMS 및 경성 PDMS의 복합체 몰드인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 (b)단계의 고분자 박막의 유리전이온도는 고분자 몰드의 유리전이온도 미만인 것을 특징으로 하고, 고분자 박막은 폴리스타이렌(polystyrene, PS)박막인 것을 특징으로 하며, 고분자 박막의 두께에 따라 상기 미세패턴의 크기 및 모양을 조절할 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 (c)단계의 열처리는 고분자 박막의 유리전이온도 이상으로 가열하여 수행되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 (e)단계의 식각은 반응성 이온 식각인 것을 특징으로 하고, 상기 식각의 지속시간에 따라 상기 미세패턴의 크기 및 모양을 조절할 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 또한, (a) 양각의 패턴을 갖는 실리콘 몰드에 고분자 용액을 주입하고 경화처리하여 고분자 복제몰드를 형성하는 단계; (b) 미세패턴이 형성될 기판상에 실리콘 박막을 형성하여 실리콘 기판을 제조하는 단계; (c) 상기 (b)단계의 실리콘 기판상에 고분자 박막을 형성하는 단계; (d) 상기 (c)단계의 고분자 박막 상에 상기 (a)단계에서 수득된 고분자 복제 몰드를 접촉시킨 다음 열처리하는 단계; (e) 상기 (d)단계의 고분자 복제몰드를 분리하여 고분자 박막의 미세패턴을 형 성하는 단계; (f) 상기 (e)단계에서 형성된 고분자 박막의 미세패턴을 식각하여 다양한 형태 및 크기의 고분자 미세패턴을 형성하는 단계; 및 (g) 상기 (f)단계에서 형성된 고분자 미세패턴을 마스크로 하여 이온 식각공정을 통해 상기 미세패턴을 실리콘 기판으로 전이시키는 단계를 포함하는 고분자 몰드를 이용하여 실리콘 기판에 다양한 형태와 크기를 가지는 미세패턴을 제조하는 방법을 추가로 제공한다.

본 발명은 또한 (a) 양각의 패턴을 갖는 실리콘 몰드에 고분자 용액을 주입하고 경화처리하여 고분자 몰드를 형성하는 단계; (b) 미세패턴이 형성될 기판상에 세라믹 박막을 형성하여 세라믹 기판을 제조하는 단계; (c) 상기 (b)단계의 세라믹 기판상에 고분자 박막을 형성하는 단계; (d) 상기 (c)단계의 고분자 박막 상에 상기 (a)단계에서 수득된 고분자 복제몰드를 접촉시킨 다음 열처리하는 단계; (e) 상기 (d)단계의 고분자 복제 몰드를 분리하여 고분자 박막의 미세패턴을 형성하는 단계; (f) 상기 (e)단계에서 형성된 고분자 박막의 미세패턴을 식각하여 다양한 형태 및 크기의 고분자 미세패턴을 형성하는 단계; 및 (g) 상기 (f)단계에서 형성된 고분자 미세패턴을 마스크로 하여 이온 식각공정을 통해 상기 미세패턴을 세라믹 기판으로 전이시키는 단계를 포함하는 고분자 몰드를 이용하여 세라믹 기판에 다양한 형태와 크기를 가지는 미세패턴을 제조하는 방법을 추가로 제공한다.

본 발명은 또한 (a) 양각의 패턴을 갖는 실리콘 몰드에 고분자 용액을 주입하고 경화처리하여 고분자 복제몰드를 형성하는 단계; (b) 미세패턴이 형성될 기판상에 금속 박막을 형성하여 금속 기판을 제조하는 단계; (c) 상기 (b)단계의 금속 기판상에 고분자 박막을 형성하는 단계; (d) 상기 (c)단계의 고분자 박막 상에 상기 (a)단계에서 수득된 고분자 복제몰드를 접촉시킨 다음 열처리하는 단계; (e) 상기 (d)단계의 고분자 복제 몰드를 분리하여 고분자 박막의 미세패턴을 형성하는 단계; (f) 상기 (e)단계에서 형성된 고분자 박막의 미세패턴을 식각하여 다양한 형태 및 크기의 고분자 미세패턴을 형성하는 단계; 및 (g) 상기 (f)단계에서 형성된 고분자 미세패턴을 마스크로 하여 이온 밀링공정을 통해 상기 미세패턴을 금속 기판으로 전이시키는 단계를 포함하는, 고분자 몰드를 이용하여 금속 기판에 다양한 형태와 크기를 가지는 미세패턴을 제조하는 방법을 추가로 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 (a)단계의 실리콘 몰드의 패턴은 가로 및 세로의 길이가 다른 형상인 것을 특징으로 하고, 상기 (a)단계의 실리콘 몰드의 패턴은 타원형 또는 직사각형인 것을 특징으로 하며, 상기 (a)단계의 고분자 복제 몰드는 PDMS (polydimethylsiloxane) 몰드인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 고분자 복제 몰드는 연성 PDMS와 경성 PDMS의 복합체 몰드인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 (b)단계의 고분자 박막의 유리전이온도는 고분자 몰드의 유리전이온도 미만인 것을 특징으로 하고, 상기 고분자 박막은 PS(polystyrene) 박막인 것을 특징으로 하며, 상기 (b)단계의 고분자 박막의 두께에 따라 상기 미세패턴의 크기 및 모양을 조절할 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 (f)단계의 식각은 반응성 이온 식각인 것을 특징으로 하고, 식각의 지속시간에 따라 상기 미세패턴의 크기 및 모양을 조절할 수 있는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 기판의 미세패턴 형성시에 별도의 장치 없이 하나의 고분자 몰드를 이용하여 다양한 크기 및 모양을 가지는 미세패턴을 형성할 수 있는 방법을 제공한다.

본 발명에 있어서는 특히, 미세패턴을 형성하기 위한 기본주형으로서 실리콘 몰드를 사용하며, 상기 실리콘 몰드는 전자빔 공정 또는 포토 리쏘그래피(photo lithography)를 통하여 제조한다. 여기서, 전자빔 공정은 유기물 리지스터 박막을 사용하여 직접 식각을 통해 높은 해상도를 얻는 공정이고, 포토 리쏘그래피공정은 어떤 특정 화학약품(Photo Resist, PR)이 빛을 받으면 화학반응을 일으켜서 성질이 변화하는 원리를 이용하여 얻고자 하는 패턴의 마스크를 사용하여 빛을 선택적으로 PR에 조사함으로써 마스크의 패턴과 동일한 패턴을 형성시키는 공정이다.

한편, 상기 실리콘 몰드는 타원형 또는 직사각형과 같이 가로 및 세로의 길이가 서로 다른 것을 특징으로 하는 양각의 패턴을 가지도록 디자인하는 것이 바람직하다. 이렇게 디자인된 실리콘 몰드의 패턴이 원형패턴일 경우, 최종 수득되는 미세패턴의 크기를 조절하는 것이 가능하고, 상기 실리콘 몰드의 패턴이 가로 및 세로의 길이가 다른 경우는 고분자 박막의 두께와 반응성 이온 식각 공정시간에 따 라 패턴의 크기 및 모양을 다양하게 조절하는 것이 가능하다. 이때, 상기 패턴 사이의 간격은 가까워야 하며, 특히 패턴의 배열은 짧은 길이가 가로로써 횡축 상에 배열되도록 하였을 때, 횡축의 패턴 간격은 패턴의 세로길이보다 짧은 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서는 실리콘 몰드의 패턴에 주형으로서 고분자 복제몰드를 사용하며, 특히 PDMS 몰드를 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명에서 고분자 복제 몰드란, 상기 실리콘 몰드에 고분자 용액을 스핀코팅 및 경화처리하여 실리콘 몰드의 패턴을 그대로 본뜬 몰드를 의미한다. 여기서, 상기 실리콘 몰드의 형상을 정확히 복제 및 유지하기 위하여 단단한 PDMS층이 필요하고, 연성 PDMS(soft PDMS)와 경성 PDMS(hard PDMS)의 복합체 몰드를 사용한다. 이 때, 연성 PDMS와 경성 PDMS의 복합체 몰드는, 실리콘 몰드 위에 경성 PDMS를 형성하는 고분자 모노머, 촉매, 개시제 등의 혼합용액을 스핀 코팅한 후, 연성 PDMS 모노머 및 개시제의 혼합한 용액을 부어서 경화시킨 다음, 상기 실리콘 몰드로부터 분리함으로써 제조할 수 있다. 이렇게 제조된 PDMS 몰드는 실리콘 몰드 상에서 지속적으로 새롭게 형성하여 제조할 수 있으며, 한번 제조된 PDMS 몰드는 수 회 이상 반복적으로 사용가능하다.

본 발명에 있어서는 미세패턴이 형성될 기판으로서 실리콘 웨이퍼기판, 글래스 기판, 세라믹 기판, 금속 기판 등을 사용할 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 금속 기판으로서 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 철(Fe), 니켈(Ni) 및 코발트(Co) 와 같은 바이오 친화적인 금속으로 제조된 기판을 사용할 때, 최종적으로 미세패턴이 형성된 기판은 바이오 물질을 고정시킨 어레이의 표면으로 활용할 수 있고, Co,Cr 및 Pt와 같은 자성을 띠는 금속으로 제조된 기판을 사용할 때, 최종적으로 미세패턴이 형성된 기판은 자성 기록체의 어레이로 활용할 수 있다.

본 발명에 있어서는 상기 기판의 표면에 고분자 박막을 형성하는 것을 특징으로 하며, 특히 상기 고분자 박막의 두께를 달리함으로써, 최종적으로 수득되는 미세패턴의 크기 및 모양을 다양화 할 수 있다. 이 때, 상기 고분자 박막은 고분자 물질을 유기용매에 녹여 기판 위에 스핀코팅하여 형성할 수 있다.

한편, 상기 고분자 박막이 형성된 기판 위에 실리콘 몰드 상에서 형성된 고분자 복제 몰드를 올려놓으면, 상기 고분자 복제 몰드의 빈 공간이 채워져서 기판 위의 고분자 박막이 양각의 미세패턴을 형성하게 되며, 또한, 고분자 복제 몰드의 양각부분과 고분자 박막이 닿아서 얇은 박막으로 존재하는 고분자 잔여층이 형성된다. 여기서, 미세패턴화된 상기 고분자 박막 상에 반응성 이온 식각 공정을 적용하면, 우선 상기 고분자 잔여층이 제거되고, 그 후, 상기 반응성 이온 식각 공정의 반응시간에 따라 상기 고분자 박막의 미세패턴의 크기 및 모양을 다양화할 수 있다.

결국, 본 발명은 고분자 박막이 형성된 기판의 상기 고분자 박막의 두께에 따라, 또는 미세패턴화된 상기 고분자 박막에 적용하는 반응성 이온 식각 공정의 반응시간에 따라 다양한 크기 및 모양의 고분자 미세패턴을 형성할 수 있는 것을 특징으로 한다. 여기서 반응성 이온 식각 공정이란, 기판과 반응성이 좋은 기체의 플라스마를 사용하여 식각하는 공정을 의미한다.

본 발명은 또한, 패턴의 전이를 통하여 본 발명에 따라 제조된 고분자 미세 패턴의 크기 및 모양과 동일한 형태의 금속, 실리콘 및 세라믹 미세패턴을 제조하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서 패턴의 전이란, 본 발명에 따라 제조된 고분자 미세패턴에 식각공정을 적용하면, 고분자 미세패턴과 기판의 위상차 그대로 고분자 미세패턴의 크기 및 모양이 기판에 남게되는 것을 의미한다. 이 때, 상기 고분자 미세패턴은 식각 저항마스크의 역할을 하게 되며, 여기서 식각 저항마스크란 식각공정시 상기 패턴의 전이에서 고분자 미세패턴의 크기 및 모양이 그대로 보존되어 기판에 전이될 수 있도록 하는 역할을 수행하는 것을 의미한다.

구체적으로, 기판이 금속기판일 경우에는 상기 고분자 미세패턴에 식각공정으로서 이온밀링 공정을 적용하여 패턴의 전이를 수행하고, 기판이 실리콘 기판 또는 세라믹 기판일 경우에는 상기 고분자 미세패턴에 식각공정으로서 이온 식각 공정을 적용하여 패턴의 전이를 수행한다. 이온 밀링 공정은 건식 식각방법의 한 종류로 웨이퍼 표면에의 이온 충격에 의한 물리적 작용이나, 플라즈마 속에서 발생된 반응 물질들의 화학작용, 또는 물리 및 화학적 작용이 동시에 일어나 식각이 진행되는 공정이다. 여기서, 실리콘 기판 또는 세라믹 기판에 이온 밀링 공정을 적용하는 것도 가능하나 그 효율이 떨어지므로, 상기 실리콘 기판 또는 세라믹 기판과 반응성이 우수한 기체의 플라즈마를 사용한 이온 식각 공정을 적용하여 패턴의 전이를 수행한다.

본 발명의 목적에 적합한 패턴의 제작 요건은 다음과 같다.

첫 번째로, 실리콘 몰드 위의 PDMS 복제 몰드 형성은 상기에 서술한 조건으로 패턴 디자인된 실리콘 몰드 위에 PDMS를 형성하는 모노머를 붓고 경화시킴으로써 얻어질 수 있다. 여기서, 실리콘 몰드의 패턴이 PDMS 몰드로 복제되므로 패턴의 다양화는 기본 실리콘 몰드를 어떻게 디자인하느냐에 따라 달라질 수 있다. 이 때, 양각 실리콘 몰드의 한 패턴의 반경에 대한 높이의 비가 1 이상이 되어야하며, 이에 대해 음각으로 형성된 PDMS 몰드는 실리콘 몰드와 맞닿은 면이 완전 평판이 아니라, 패턴의 종횡축의 사이부분에서 높이의 차이가 나타나게 된다. 횡축으로 형성된 좁은 패턴간격 사이와 종축 패턴간격 사이의 PDMS 용액 침투속도의 차이로 인해 횡축 패턴 사이로 약간 움푹 들어간 형태를 이루게 된다. 고분자 박막의 유리전이온도는 고분자 몰드의 유리전이온도보다 낮은 고분자 박막을 사용하기 때문에, 이 몰드를 이용하여 고분자 박막을 코팅한 기판 위에 올려놓고 유리 전이 온도로 가열하면 고분자가 액체처럼 이동하여 모세관을 따라 음각부분을 채우게되며, PDMS의 음각부분(빈 공간) 뿐만 아니라 횡축 간격으로도 형성되었던 음각부분에도 채워지게 된다. 최종 PDMS 몰드를 제거하게 되면 고분자의 양각 패턴과 횡축 패턴 사이로 약간 솟아오른 패턴이 동시에 나타나게 된다. 전체적으로는 종축으로 연결된 고분자 패턴의 형태로 나타나게 되며 패턴사이의 연결부분의 고분자구조의 높이는 양각의 패턴에 비해서는 무척 작고 주변의 잔여층에 비하여서는 높게 나타난다. 따라서 반응성 이온 공정을 통해 가장 먼저 낮은 높이의 고분자 잔여층 (양각 고분자 패턴과 횡축 사이 고분자 패턴을 제외한 부분)이 가장 먼저 제거되며, 시간을 늘려감에 따라 종축사이의 고분자층이 제거되고, 마지막으로 양각 패턴이 작아지는 단계를 거치게 된다. 기판에 코팅된 고분자 층의 두께가 충분히 두꺼운 경우 양각 고분자 패턴은 상대적으로 PDMS 몰드의 음각부분을 완전히 채운 두꺼운 패턴이 나타나게 되고, 고분자 층의 두께가 얇으면 음각부분을 완전히 채우지 못하고 음각부분의 가장자리 부분으로 볼록하고 가운데로 갈수록 오목한 고분자 패턴이 나타나게 된다. 이 때 반응성 이온 식각 공정의 시간을 변화시키면, 종축으로 연결된 패턴과 함께 고분자 막의 두께에 따라 다른 고분자 양각 패턴에 모양 변화가 나타나게 되어서 하나의 실리콘 몰드 패턴에서 새롭고 다양화된 고분자 패턴이 얻어질 수 있다. 결과적으로 일정한 형상을 가지고 독립적으로 떨어진 패턴에서 서로가 연결된 선 패턴, 사슬 모양의 패턴, 리본 모양의 패턴, 원래의 패턴 형상에서 변형된 독립 패턴 등이 얻어지게 된다.

두 번째로, 반응성 이온 식각 공정 후 기판으로의 패턴 전이를 위해서는 식각 선택도가 상이해서 기판층의 물질만을 쉽게 제거할 수 있어야 한다. 고분자 패턴만을 이용할 경우에는 추가 식각 공정이 필요 없으나, 고분자 패턴을 식각 저항 마스크로 이용하여 기판에 패턴을 전이시킬 경우, 금속의 경우에는 이온 밀링 공정을 통해 금속면 만을 제거하고, 실리콘 기판이나, 세라믹의 경우에는 고분자와 반응성이 없는 플라즈마 가스를 사용하는 이온 식각 공정을 통해 고분자 면을 제외한 부분을 식각 하게 된다. 또는 습식 식각을 통해 고분자 패턴면 만을 제외한 부분을 제거하기도 한다.

패턴의 기판 전이 과정에서 식각 선택도를 주기 위해서는 기판과 직접 반응할 수 있게 표면이 노출되도록 패턴을 제외한 고분자 층을 제거해야 하며, 표면이 노출된 부분에 한해서만 기판에 식각 공정이 가능하게 된다. 또한, 고분자 패턴이 식각에 대한 저항 마스크 역할을 하기 위해서는 최소한의 높이를 유지해야 하는데, 이온 밀링에 대해 저항막으로 견딜 수 있는 두께는 20nm 정도로 양각의 패턴은 최소한의 이 높이를 유지해야 한다.

본 발명의 특징 중의 하나는 복제가 용이한 고분자 몰드를 이용하여 공정조건의 변화를 통해 하나의 기본 패턴에서 다양한 패턴을 형성시키는 것으로써, 하나의 몰드를 이용하여 표면과 접촉시켜 패턴을 형성하는 기존의 유사한 방법들에 비해서 다음과 같은 장점이 있다.

첫 번째로, 고분자 패턴을 식각저항 마스크로 사용할 경우, 기판을 원하는 성질로 미리 조절한 후 패턴화가 가능하다.

두 번째로, 기존의 직선 또는 원형과 같은 패턴으로는 크기만을 조절할 뿐 다양한 종류의 패턴을 얻기 어려운 반면, 종횡의 길이가 다른 도형 패턴에서는 패턴의 종류를 더욱 다양하게 만들게 됨에 따라 동일한 패턴을 실리콘 마스터에서부터 제작하는 공정에 비해 획기적으로 비용을 절감할 수 있다. 전자빔 공정으로 디자인하기 어려운 패턴도 단순한 도형패턴으로부터 변형된 모양을 예상하여 생산할 수 있고 또한 이것은 PDMS 복제몰드를 이용하여 반복적으로 대량 생산할 수 있으므로 고효율로 패턴을 만들 수 있다는 장점이 있다.

본 발명에 의하면 상용되는 광식각 공정으로는 구현하기 힘든 100nm 이하의 패턴 또한 가능하고, 복잡한 공정장비가 필요하지 않으며 공정이 비교적 단순하기 때문에 공정비용이 저렴한 장점이 있다. 또한, 식각 반응 시간 정도에 따라 고분자 패턴의 모양 조절이 가능하고, 동시에 이에 따른 패턴의 크기도 조절 가능하다.

본 발명은 실리콘 몰드의 디자인, 고분자 박막의 두께 및 식각 시간에 변화를 줌으로써, 하나의 고분자 몰드를 이용하여 기본 몰드가 가진 패턴에서 새롭고 다양화된 패턴을 제공하는 효과가 있다. 본 발명은 또한 패턴의 제작 공정에 따라서 마이크로미터 수준의 패턴을 나노미터 수준의 패턴으로 만들어 줄 수 있으며 이는 기존 패턴의 제작 단가에서 획기적인 절감을 가져오는 효과를 갖는다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 국한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

< 실시예 1> PDMS 몰드를 이용한 폴리스타이렌 ( polystyrene , PS ) 미세패턴의 제조

실리콘 몰드에 가로 540nm, 세로 1600nm의 크기를 갖는 타원형의 실리콘 패턴을 종축간격 460nm, 횡축간격 1400nm가 되도록 형성하여, 상기 실리콘 몰드의 전체 면적이 5mm × 5mm가 되도록 제작한 다음, 상기 실리콘 표면 상에 PDMS가 잘 분리되도록 클로로트리메틸실란(chlorotrimethylsilane)과 같은 유기분자막을 코팅하고, 연성 PDMS와 경성 PDMS의 복합체로 이루어진 PDMS 고분자 전구체 용액을 부어 서 경화시켜 PDMS 몰드를 형성시킨 후, 상기 PDMS 몰드를 실리콘 몰드로부터 분리시켰다(도 1의 (a)).

톨루엔에 녹인 폴리스타이렌(PS)을 약 3000rpm의 속도로 45초 동안 스핀코팅하여 실리콘 웨이퍼 기판상에 블록공중합체 PS 고분자 박막을 형성하였다(도 1의 (b)).

상기 PDMS 몰드를 폴리스타이렌 고분자 박막에 올려놓고, 유리전이온도 이상의 온도의 오븐에서 30분간 두었다. 이때, 상기 PDMS몰드와 기판 간의 정확한 접촉을 위해 50 mbar의 약한 압력을 가하였다(도 1의 (c)). 폴리스타이렌은 유리전이온도 이상이 되면 용액처럼 거동하게 되고, 모세관 현상 및 표면 친화도에 따라 상기 PDMS 몰드의 음각 부분으로 이동하였다(도 1의 (d)).

상기 폴리스타이렌의 유리전이온도 이상에서 반응시킨 후, 실온에서 폴리스타이렌을 경화시켜 PDMS 몰드를 기판으로부터 분리하여, 폴리스타이렌 미세패턴을 수득하였다. 상기 폴리스타이렌 미세패턴에 반응성 이온 식각 공정을 수행하여 크기 및 형태를 변형시킨 폴리스타이렌 미세패턴을 형성하였다(도 1의 (e)). 또한, 상기 분리된 PDMS 몰드(도 5의 (a))와 기판 위에 PDMS 몰드의 형상을 따라 채워지거나 이동된 흔적으로서 남아있는 폴리스타이렌 미세패턴(도 5의 (b))을 주사현미경으로 관찰할 수 있었다.

< 실시예 2> 고분자 박막의 두께에 따른 다양한 모양의 폴리스타이렌( polystyrene , PS) 미세패턴의 제조

실시예 1에 따라 폴리스타이렌 미세패턴을 제조하였다. 이 때, 기판상에 형성되는 고분자 박막으로서 폴리스타이렌 박막의 두께를 각각 25nm, 45nm 및 80nm로 하여 세 개의 기판을 이용하여 폴리스타이렌 미세패턴을 제조하였다.

상기 기판의 폴리스타이렌 박막은 유리전이온도 이상으로 반응시킬 경우, PDMS 몰드의 음각 부분으로 이동하여 양각의 미세패턴을 형성하고, 상기 PDMS몰드의 양각 부분과 맞닿은 부분은 잔여층이라고 부르는 아주 얇은 폴리스타이렌 막으로 존재하였다. 표 1에 나타난 바와 같이, 동일한 반응성 이온 식각공정 시간을 적용하여도, 기판에 형성된 폴리스타이렌 박막의 두께에 따라 폴리스타이렌 미세패턴의 형상이 변화한다는 것을 알 수 있었다(도 3).

[표 1] PS 필름 두께에 따른 다양한 패턴의 모양

PS 필름 두께(nm)	공정시간(s)	패턴모양
25	25	각각의 선폭이 350nm인 두줄의 대칭 물결선
45	25	홀(hole)있는 사슬
80	25	톱니모양의 선

< 실시예 3> 반응성 이온 식각 공정의 시간에 따른 다양한 모양의 폴리스타이렌( polystyrene , PS ) 미세패턴의 제조

실시예 1에 따라 폴리스타이렌 미세패턴을 제조하였다. 이 때, 기판상에 형성되는 고분자 박막으로서 폴리스타이렌 박막의 두께를 45nm로 하여 폴리스타이렌 미세패턴을 제조하였다.

상기 기판의 폴리스타이렌 박막은 유리전이온도 이상으로 반응시킬 경우, PDMS 몰드의 음각 부분으로 이동하여 양각의 미세패턴을 형성하고, 상기 PDMS몰드 의 양각 부분과 맞닿은 부분은 잔여층이라고 부르는 아주 얇은 폴리스타이렌 막으로 존재하였다. 표 2에 나타난 바와 같이, 일정한 폴리스타이렌의 두께에서 다양한 반응성 이온 식각 공정의 시간에 따라 미세패턴의 형상이 변화한다는 것을 알 수 있었다(도 4).

[표 2] 반응성 이온 식각 공정의 시간에 따른 다양한 패턴의 모양

PS 필름 두께(nm)	공정시간(s)	패턴모양
45nm	25	홀(hole)있는 사슬
45nm	35	홀(hole)있는 사슬 (홀이 커짐)
45nm	55	리본모양

< 실시예 4> 고분자 박막의 두께 및 반응성 이온 식각 공정의 시간에 따른 다양한 모양과 크기의 폴리스타이렌 ( polystyrene , PS ) 미세패턴의 제조

상기 기판의 폴리스타이렌 박막은 유리전이온도 이상으로 반응시킬 경우, PDMS 몰드의 음각 부분으로 이동하여 양각의 미세패턴을 형성하고, 상기 PDMS몰드의 양각 부분과 맞닿은 부분은 잔여층이라고 부르는 아주 얇은 폴리스타이렌 막으로 존재하였다.

상기 잔여층의 제거를 위하여 반응성 이온 식각 공정을 수행하였다(도 1의 (e)). 이 때, 반응성 이온 식각 공정의 시간을 증가시키면, 먼저 잔여층을 제거한 뒤 남아있는 양각의 폴리스타이렌 미세패턴에도 식각이 일어나게 되고, 상대적으로 얇은 부분부터 우선적으로 폴리스타이렌이 제거되어 미세패턴의 형상이 변하게 된다. 표 3에 나타난 바와 같이, 다양한 반응성 이온 식각공정 시간 및 기판에 형성된 폴리스타이렌 박막의 두께에 따라 폴리스타이렌 미세패턴의 형상이 변화한다는 것을 알 수 있었다.

[표 3] PS 필름 두께 및 반응성 이온 식각 공정의 시간에 따른 다양한 패턴의 모양

PS 필름 두께(nm)	공정시간(s)	패턴모양
25	35	각각의 선폭이 170nm인 두줄의 대칭 물결선
45	55	리본모양
80	75	마름모꼴

< 실시예 5> : 패턴의 전이를 통한 다양한 크기와 모양의 금속 기판의 미세패턴의 제조

실리콘 몰드에 가로 540nm, 세로 1600nm의 크기를 갖는 타원형의 실리콘 패턴을 종축간격 460nm, 횡축간격 1400nm가 되도록 형성하여, 상기 실리콘 몰드의 전체 면적이 5mm × 5mm가 되도록 제작한 다음, 상기 실리콘 표면 상에 PDMS가 잘 분리되도록 클로로트리메틸실란(chlorotrimethylsilane)과 같은 유기분자막을 코팅하고, 연성 PDMS와 경성 PDMS의 복합체로 이루어진 PDMS 고분자 전구체 용액을 부어서 경화시켜 PDMS 몰드를 형성시킨 후, 상기 PDMS 몰드를 실리콘 몰드로부터 분리시켰다(도 2의 (a)).

실리콘 웨이퍼 위에 금(Au)을 40nm의 두께로 증착시켜, Au기판을 제조한 다음, 톨루엔에 녹인 폴리스타이렌(PS)을 약 3000rpm의 속도로 45초 동안 스핀코팅하 여 블록공중합체 PS 고분자 박막을 형성하였다(도 2의 (b)).

상기 PDMS 몰드를 폴리스타이렌 고분자 박막이 형성된 Au기판에 올려놓고(도 2의 (c)), 유리전이온도 이상의 온도의 오븐에서 30분간 두었다. 이때, 상기 PDMS몰드와 기판 간의 정확한 접촉을 위해 50 mbar의 약한 압력을 가하였다. 폴리스타이렌은 유리전이온도 이상이 되면 용액처럼 거동하게 되고, 모세관 현상 및 표면 친화도에 따라 상기 PDMS 몰드의 음각 부분으로 이동하였다(도 2의 (d)).

상기 폴리스타이렌 유리전이온도 이상에서 반응시킨 후, 실온에서 폴리스타이렌을 경화시켜 PDMS 몰드를 기판으로부터 분리하여, 폴리스타이렌 미세패턴을 수득하였다. 상기 폴리스타이렌 미세패턴에 반응성 이온 식각공정을 수행하여 크기 및 형태를 변형시킨 폴리스타이렌 미세패턴을 형성하였다(도 2의 (e)). 또한, 상기 분리된 PDMS 몰드와 기판 위에 PDMS 몰드의 형상을 따라 채워지거나 이동된 흔적으로서 남아있는 다양한 크기와 모양의 폴리스타이렌 미세패턴에 이온 밀링을 수행하였다. 이 때, 상기 폴리스타이렌 미세패턴은 이온 밀링에 대한 식각 저항 마스크로 작용하여, 폴리스타이렌 미세패턴의 위상차의 크기 및 모양대로 식각이 되고, 상기 폴리스타이렌 미세패턴의 크기 및 모양이 그대로 기판에 전이되어, 다양한 크기와 모양의 Au 미세패턴을 제조할 수 있었다(도 2의 (f)).

< 실시예 6> : 패턴의 전이를 통한 다양한 크기와 모양의 실리콘 기판 및 세라믹 기판의 미세패턴의 제조

실시예 5에 따라 다양한 크기와 모양의 폴리스타이렌 미세패턴을 제조하되, Au 기판 대신 실리콘 기판 및 세라믹 기판을 이용하여 제조한 폴리스타이렌 미세패턴에 이온 식각 공정을 수행하였다. 이 때, 상기 폴리스타이렌 미세패턴은 이온 식각 공정에 대한 식각 저항 마스크로 작용하여, 폴리스타이렌 미세패턴의 위상차의 크기 및 모양대로 식각이 되고, 상기 폴리스타이렌 미세패턴의 크기 및 모양이 그대로 기판에 전이되어, 다양한 크기와 모양의 실리콘 미세패턴 및 세라믹 미세패턴을 제조할 수 있었다.

이상으로 본 발명의 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 하나의 고분자 몰드에서 다양한 모양 및 크기의 고분자 미세패턴을 제조하는 방법에 대한 개략도이다.

도 2는 본 발명에 따른 하나의 고분자 몰드에서 금속 또는 세라믹 기판에 다양한 모양 및 크기의 미세패턴을 제조하는 방법에 대한 개략도이다.

도 3은 본 발명에 따라 고분자 박막의 두께와 반응성 이온 식각 공정을 통해 패턴의 크기와 모양을 조절하는 방법에 대한 개략도이다.

도 4는 본 발명에 따른 반응성 이온 식각 공정을 통해 패턴의 크기와 모양을 조절하는 방법에 대한 개략도이다.

도 5는 특정한 디자인의 실리콘 몰드에서 만들어지는 PDMS 몰드 표면의 변화(a)와 이에 따른 고분자 패턴의 변화(b) 결과를 나타낸 사진이다.

도 6은 본 발명에 따라 금의 여러 가지 모양이 하나의 패턴으로부터 만들어진 결과를 나타낸 사진이다.

Claims

다음의 단계를 포함하는, 고분자 몰드를 이용한 다양한 형태와 크기를 가지는 미세패턴의 제조방법:

(a) 양각의 패턴을 갖는 실리콘 몰드에 경성 PDMS를 형성하는 모노머, 촉매 및 개시제의 혼합용액을 스핀코팅한 후, 연성 PDMS를 형성하는 모노머 및 개시제를 혼합한 용액을 주입한 다음 경화처리 하여 연성 PDMS(polydimethylsiloxane)와 경성 PDMS 복합체 몰드를 형성하는 단계;

(b) 미세패턴이 형성될 기판상에 고분자 박막을 형성하는 단계;

(c) 상기 (b)단계의 고분자 박막 상에 상기 (a)단계에서 수득된 연성 PDMS와 경성 PDMS 복합체 몰드를 접촉시킨 다음 열처리하는 단계;

(d) 상기 (c)단계의 연성 PDMS와 경성 PDMS 복합체 몰드를 분리하여 고분자 박막의 미세패턴을 형성하는 단계; 및

(e) 상기 (d)단계에서 형성된 고분자 박막의 미세패턴을 식각하여 다양한 형태 및 크기의 고분자 미세패턴을 형성하는 단계.
제1항에 있어서, 상기 (a)단계의 실리콘 몰드의 패턴은 가로 및 세로의 길이가 다른 형상인 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 (a)단계의 실리콘 몰드의 패턴은 타원형 또는 직사각 형인 것을 특징으로 하는 방법.
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제1항에 있어서, 상기 (b)단계의 고분자 박막의 유리전이온도는 PDMS 몰드의 유리전이온도 미만인 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 (b)단계의 고분자 박막은 폴리스타이렌(polystyrene, PS)박막인 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 (b)단계의 고분자 박막의 두께에 따라 상기 미세패턴 의 크기 및 모양을 조절하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 (c)단계의 열처리는 고분자 박막의 유리전이온도 이상으로 가열하여 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 (e)단계의 식각은 반응성 이온 식각인 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 (e)단계의 식각 지속시간에 따라 상기 미세패턴의 크기 및 모양을 조절하는 것을 특징으로 하는 방법.
다음의 단계를 포함하는, 고분자 몰드를 이용하여 실리콘 기판에 다양한 형태와 크기를 갖는 미세패턴을 제조하는 방법:

(a) 양각의 패턴을 갖는 실리콘 몰드에 경성 PDMS를 형성하는 모노머, 촉매 및 개시제의 혼합용액을 스핀코팅한 후, 연성 PDMS를 형성하는 모노머 및 개시제를 혼합한 용액을 주입한 다음 경화처리 하여 연성 PDMS와 경성 PDMS 복합체 몰드를 형성하는 단계;

(b) 미세패턴이 형성될 기판상에 실리콘 박막을 형성하여 실리콘 기판을 제조하는 단계;

(c) 상기 (b)단계의 실리콘 기판상에 고분자 박막을 형성하는 단계;

(d) 상기 (c)단계의 고분자 박막 상에 상기 (a)단계에서 수득된 연성 PDMS와 경성 PDMS 복합체 몰드를 접촉시킨 다음 열처리하는 단계;

(e) 상기 (d)단계의 연성 PDMS와 경성 PDMS 복합체 몰드를 분리하여 고분자 박막의 미세패턴을 형성하는 단계;

(f) 상기 (e)단계에서 형성된 고분자 박막의 미세패턴을 식각하여 다양한 형태 및 크기의 고분자 미세패턴을 형성하는 단계; 및

(g) 상기 (f)단계에서 형성된 고분자 미세패턴을 마스크로 하여 이온 식각공정을 통해 상기 미세패턴을 실리콘 기판으로 전이시키는 단계.
다음의 단계를 포함하는, 고분자 몰드를 이용하여 세라믹 기판에 다양한 형태와 크기를 갖는 미세패턴을 제조하는 방법:

(a) 양각의 패턴을 갖는 실리콘 몰드에 경성 PDMS를 형성하는 모노머, 촉매 및 개시제의 혼합용액을 스핀코팅한 후, 연성 PDMS를 형성하는 모노머 및 개시제를 혼합한 용액을 주입한 다음 경화처리 하여 연성 PDMS와 경성 PDMS 복합체 몰드를 형성하는 단계;

(b) 미세패턴이 형성될 기판상에 세라믹 박막을 형성하여 세라믹 기판을 제조하는 단계;

(c) 상기 (b)단계의 세라믹 기판상에 고분자 박막을 형성하는 단계;

(d) 상기 (c)단계의 고분자 박막 상에 상기 (a)단계에서 수득된 연성 PDMS와 경성 PDMS 복합체 몰드를 접촉시킨 다음 열처리하는 단계;

(e) 상기 (d)단계의 연성 PDMS와 경성 PDMS 복합체 몰드를 분리하여 고분자 박막의 미세패턴을 형성하는 단계;

(f) 상기 (e)단계에서 형성된 고분자 박막의 미세패턴을 식각하여 다양한 형태 및 크기의 고분자 미세패턴을 형성하는 단계; 및

(g) 상기 (f)단계에서 형성된 고분자 미세패턴을 마스크로 하여 이온 식각공정을 통해 상기 미세패턴을 세라믹 기판으로 전이시키는 단계.
다음의 단계를 포함하는, 고분자 몰드를 이용하여 금속 기판에 다양한 형태와 크기를 갖는 미세패턴을 제조하는 방법:

(a) 양각의 패턴을 갖는 실리콘 몰드에 경성 PDMS를 형성하는 모노머, 촉매 및 개시제의 혼합용액을 스핀코팅한 후, 연성 PDMS를 형성하는 모노머 및 개시제를 혼합한 용액을 주입한 다음 경화처리 하여 연성 PDMS와 경성 PDMS 복합체 몰드를 형성하는 단계;

(b) 미세패턴이 형성될 기판상에 금속 박막을 형성하여 금속 기판을 제조하는 단계;

(c) 상기 (b)단계의 금속 기판상에 고분자 박막을 형성하는 단계;

(d) 상기 (c)단계의 고분자 박막 상에 상기 (a)단계에서 수득된 연성 PDMS와 경성 PDMS 복합체 몰드를 접촉시킨 다음 열처리하는 단계;

(e) 상기 (d)단계의 연성 PDMS와 경성 PDMS 복합체 몰드를 분리하여 고분자 박막의 미세패턴을 형성하는 단계;

(f) 상기 (e)단계에서 형성된 고분자 박막의 미세패턴을 식각하여 다양한 형태 및 크기의 고분자 미세패턴을 형성하는 단계; 및

(g) 상기 (f)단계에서 형성된 고분자 미세패턴을 마스크로 하여 이온 밀링공정을 통해 상기 미세패턴을 금속 기판으로 전이시키는 단계.
제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 (a)단계의 실리콘 몰드의 패턴은 가로 및 세로의 길이가 다른 형상인 것을 특징으로 하는 방법.
제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 (a)단계의 실리콘 몰드의 패턴은 타원형 또는 직사각형인 것을 특징으로 하는 방법.
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제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 (c)단계의 고분자 박막의 유리전이온도는 PDMS 몰드의 유리전이온도 미만인 것을 특징으로 하는 방법.
제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 (c)단계의 고분자 박막은 PS(polystyrene) 박막인 것을 특징으로 하는 방법.
제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 (c)단계의 고분자 박막의 두께에 따라 상기 미세패턴의 크기 및 모양을 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 방법.
제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 (d)단계의 열처리는 고분자 박막의 유리전이온도 이상으로 가열하여 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 (f)단계의 식각은 반응성 이온 식각인 것을 특징으로 하는 방법.
제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 (f)단계의 식각 지속시간에 따라 상기 미세패턴의 크기 및 모양을 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 방법.