KR101230059B1 - Method for manufacturing porous layers using patterned substrate and Board manufactured by the same - Google Patents

Method for manufacturing porous layers using patterned substrate and Board manufactured by the same Download PDF

Info

Publication number
KR101230059B1
KR101230059B1 KR1020100097656A KR20100097656A KR101230059B1 KR 101230059 B1 KR101230059 B1 KR 101230059B1 KR 1020100097656 A KR1020100097656 A KR 1020100097656A KR 20100097656 A KR20100097656 A KR 20100097656A KR 101230059 B1 KR101230059 B1 KR 101230059B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
porous
porous membrane
pattern
forming
Prior art date
Application number
KR1020100097656A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20120036012A (en
Inventor
김영헌
안흥배
Original Assignee
한국표준과학연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국표준과학연구원 filed Critical 한국표준과학연구원
Priority to KR1020100097656A priority Critical patent/KR101230059B1/en
Publication of KR20120036012A publication Critical patent/KR20120036012A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101230059B1 publication Critical patent/KR101230059B1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/002Processes for applying liquids or other fluent materials the substrate being rotated
    • B05D1/005Spin coating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/36Successively applying liquids or other fluent materials, e.g. without intermediate treatment
    • B05D1/38Successively applying liquids or other fluent materials, e.g. without intermediate treatment with intermediate treatment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D5/00Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures

Abstract

본 발명은 패턴된 기판을 이용한 다공성 막의 제조 방법 및 그 방법에 의해 제조된 기판에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 나노 패턴 혹은 마이크로 패턴 된 기판 위에 스핀코팅방법을 기반으로 하여 나노다공성 막의 제조방법 및 그러한 제조 방법을 이용하여 제조된 다공성 막 형성 기판에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 넓은 비표면을 형성하기 위해 사용하는 나노입자를 용매와 결합제(binder)에 분산시켜서 프린팅하는 방법과 비교하면 나노 패턴 혹은 마이크로 패턴된 기판 위에 스핀코팅 방법을 기반으로 하여 충분한 비표면적을 얻을 수 있다.
The present invention relates to a method for producing a porous membrane using a patterned substrate and a substrate produced by the method, and more particularly, to a method for producing a nanoporous membrane based on spin coating on a nano-pattern or micro-patterned substrate. It relates to a porous film-forming substrate produced using the production method.
According to the present invention, a sufficient specific surface area is based on spin coating method on a nano-patterned or micro-patterned substrate as compared with a method of dispersing and printing nanoparticles used to form a large specific surface in a solvent and a binder. Can be obtained.

Description

패턴된 기판을 이용한 다공성 막의 제조 방법 및 그 방법에 의해 제조된 다공성 막 형성 기판{Method for manufacturing porous layers using patterned substrate and Board manufactured by the same}Method for manufacturing porous membrane using a patterned substrate and a porous film forming substrate manufactured by the method {Method for manufacturing porous layers using patterned substrate and Board manufactured by the same}

본 발명은 패턴된 기판을 이용한 다공성 막의 제조 방법 및 그 방법에 의해 제조된 기판에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 나노 패턴 혹은 마이크로 패턴 된 기판 위에 스핀코팅방법을 기반으로 하여 나노다공성 막의 제조방법 및 그러한 제조 방법을 이용하여 제조된 다공성 막 형성 기판에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for producing a porous membrane using a patterned substrate and a substrate produced by the method, and more particularly, to a method for producing a nanoporous membrane based on spin coating on a nano-pattern or micro-patterned substrate. It relates to a porous film-forming substrate produced using the production method.

모든 촉매 물질과 센서 소자에서는 비표면적을 증가시켜 물리적 혹은 화학적 반응이 일어나는 영역을 확장시킴으로써 특성이나 성능을 개선시킬 수 있다. 따라서 이러한 물질에 있어서 비표면적을 향상시키는 것은 매우 중요하다.In all catalytic materials and sensor devices, the specific surface area can be increased to improve the properties or performance by extending the areas where physical or chemical reactions occur. Therefore, it is very important to improve the specific surface area in such materials.

특히, 촉매 물질에서 촉매 반응에 관여하는 물질의 종류와 크기, 상태 등과 센서 소자에서 검출하고자 하는 화학종의 상 (phase)이나 형태 등에 따라서 적절한 크기의 공간과 분포를 가지는 다공성 막의 제작이 요구된다.In particular, the production of a porous membrane having an appropriate size and space according to the type and size, state, and the like of the species to be detected in the sensor element and the type of material involved in the catalytic reaction in the catalyst material.

이에 더하여, 촉매 물질의 경우 선택적 반응성을 부여하기 위해 적절한 물질 위에 도포되어 사용되어질 필요가 있고, 센서 소자의 경우에는 검출 능력을 향상시키고 대면적, 대량 생산, 효율성 향상을 위하여 적절한 기판 위에 다공성 막을 제작할 필요가 있다.In addition, the catalytic material needs to be applied and used on a suitable material to impart selective reactivity, and in the case of a sensor element, a porous membrane may be fabricated on a suitable substrate for improved detection capability and large area, mass production, and efficiency. There is a need.

또한, 태양으로부터 방출되는 빛 에너지를 전기 에너지로 전환하는 광전 에너지 변환 시스템(photo-voltaic energy conversion system)인 태양전지에서는 전자와 홀의 발생을 향상시키기 위하여 넓은 비표면적을 형성시킬 필요가 있다. 현재 태양전지의 한 가지 형태로 사용되고 있는 염료감응형 태양전지 (Dye-sensitized solar cell, DSSC)의 경우에도 넓은 비표면적을 위하여 다공성 막을 이용한다.In addition, in a solar cell, which is a photo-voltaic energy conversion system for converting light energy emitted from the sun into electrical energy, it is necessary to form a large specific surface area in order to improve the generation of electrons and holes. Dye-sensitized solar cells (DSSC), which are currently used as a form of solar cells, also use porous membranes for large specific surface areas.

특히, 염료감응형 태양전지의 경우 전해질 (electrolyte)과 염료(dye)에서 전자와 홀의 발생을 극대화시키기 위해서는 전해질과 염료 사이의 면적을 극대화시켜야 한다. 따라서 염료가 효율적으로 이동하여 부착될 수 있고 넓은 비표면적을 가지는 다공성막의 제작이 요구된다.In particular, in the case of dye-sensitized solar cells, the area between the electrolyte and the dye should be maximized to maximize the generation of electrons and holes in the electrolyte and dye. Therefore, there is a need for fabrication of porous membranes having a large specific surface area where dyes can be efficiently transferred and attached.

더불어, 태양전지의 전극을 패터닝 (patterning)하여 비표면적을 증가시키는 것은 태양전지 효율을 향상시킬 수 있는 한 가지 방법이다. 특히, 염료감응형 태양전지의 경우에는 전극의 패터닝을 통하여 전하(전자 혹은 홀)의 이동 효율을 향상시키고 전하 이동 거리를 단축시킴으로써 고효율을 달성할 수 있다.In addition, increasing the specific surface area by patterning the electrodes of the solar cell is one way to improve the solar cell efficiency. In particular, in the case of a dye-sensitized solar cell, high efficiency can be achieved by improving the efficiency of charge (electron or hole) transfer and shortening the charge transfer distance through patterning of the electrode.

하지만, 종래의 다공성 막의 제조 방법으로는 기공(pore)의 형상과 분포가 불균일하거나 기공 크기나 분포 제어가 거의 불가능하였다. 또한, 크기가 균일한 경우에도 한 가지 크기만을 가지는 다공성 막의 제작이 가능하여 다양한 응용에 한계를 가지고 있었다.However, in the conventional method for producing a porous membrane, the shape and distribution of pores are uneven or the pore size or distribution control is almost impossible. In addition, even if the size is uniform, it is possible to manufacture a porous membrane having only one size has a limitation in various applications.

또한, 기판 위에서 형성되는 다공성 막의 경우에도 프린팅 방법 등을 통하여 평평한 기판 위에 평판 형태로 제작되었기 때문에 성능 개선에 문제점를 가지고 있었다.In addition, the porous membrane formed on the substrate also had a problem in improving performance because it was produced in a flat form on a flat substrate through a printing method or the like.

따라서, 종래 기술에 따를 경우, 새로운 특성이나 성능을 가지는 물질이나 소자 개발을 위한 충분한 비표면(부피 대비 표면적의 량)을 얻을 수 없다.Therefore, according to the prior art, it is not possible to obtain a sufficient specific surface (amount of surface area to volume) for the development of materials or devices having new characteristics or performance.

또한, 기판상에 한 가지 형태의 다공성 막만 형성된다.In addition, only one type of porous membrane is formed on the substrate.

또한, 기판상에 형성되는 막 두께, 다공성 크기 등의 제어가 어렵다.
In addition, it is difficult to control the film thickness, porosity, etc. formed on the substrate.

본 발명은 나노 패턴 혹은 마이크로 패턴된 기판 위에 스핀코팅 방법을 기반으로 하여 충분한 비표면을 얻을 수 있는 패턴된 기판을 이용한 다공성 막의 제조 방법 및 그 방법에 의해 제조된 다공성 막 형성 기판을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention provides a method for producing a porous membrane using a patterned substrate capable of obtaining a sufficient specific surface based on a spin coating method on a nano-patterned or micro-patterned substrate, and a porous film-forming substrate prepared by the method. There is this.

또한, 본 발명은 다공성 막 두께의 조절이 가능한 패턴된 기판을 이용한 다공성 막의 제조 방법 및 그 방법에 의해 제조된 다공성 막 형성 기판을 제공하는데 다른 목적이 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a method for preparing a porous membrane using a patterned substrate capable of controlling the thickness of the porous membrane, and a porous membrane-forming substrate prepared by the method.

또한, 본 발명은 나노 결정립의 크기도 조절이 가능한 패턴된 기판을 이용한 다공성 막의 제조 방법 및 그 방법에 의해 제조된 다공성 막 형성 기판을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a method for preparing a porous membrane using a patterned substrate that can also control the size of nanocrystal grains and a porous film forming substrate prepared by the method.

또한, 본 발명은 임의 형태의 다공성 막형성이 가능한 패턴된 기판을 이용한 다공성 막의 제조 방법 및 그 방법에 의해 제조된 다공성 막 형성 기판을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.It is another object of the present invention to provide a method for preparing a porous membrane using a patterned substrate capable of forming a porous film of any form, and a porous film-forming substrate prepared by the method.

또한, 본 발명은 메조 다공성(mesorporous) 막과 나노 다공성(nanoporous) 막의 하이브리드 다공성 막을 형성하는 패턴된 기판을 이용한 다공성 막의 제조 방법 및 그 방법에 의해 제조된 다공성 막 형성 기판을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
The present invention also provides a method for producing a porous membrane using a patterned substrate that forms a hybrid porous membrane of mesoporous and nanoporous membranes, and a porous membrane-forming substrate prepared by the method. have.

본 발명은 위에서 제기된 과제를 해소하기 위해 패턴된 기판을 이용한 다공성 막의 제조 방법을 제공한다. 이 다공성막의 제조 방법은, 기판 상에 제 1 나노스피어 패턴을 형성하는 나노스피어 패턴 형성 단계; 나노스피어 패턴화된 상기 기판을 에칭하여 상기 기판상에 제 2 나노스피어 패턴 및 다공성 홈을 형성하는 다공성 홈 형성 단계; 상기 2 나노스피어 패턴을 제거하여 상기 기판 상에 패턴 요부와 패턴 철부만을 형성시키는 마스크 제거 단계; 소스 물질 도포 장치를 이용하여 상기 기판상에 소스 물질을 도포하여 소스 물질 증착 막을 형성하는 소스 물질 증착막 형성 단계; 소스 물질 증착 막이 형성된 상기 기판을 스핀코팅 방식으로 이용하여 상기 기판상에 메조 다공성막을 형성하는 메조 다공성막 형성 단계; 및 건조 및 열처리공정을 통하여 결정 다공성막을 형성하는 결정 다공성막 형성 단계를 포함한다.The present invention provides a method for producing a porous membrane using a patterned substrate to solve the problems posed above. The method for producing the porous membrane may include a nanosphere pattern forming step of forming a first nanosphere pattern on a substrate; Forming a second nanosphere pattern and a porous groove on the substrate by etching the nanosphere patterned substrate to form a porous groove; A mask removing step of removing the two nanosphere patterns to form only the pattern recesses and the pattern convex portions on the substrate; A source material deposition film forming step of forming a source material deposition film by applying a source material on the substrate using a source material applying device; Forming a mesoporous film on the substrate by using the substrate on which the source material deposition film is formed by spin coating; And forming a crystalline porous film through a drying and heat treatment process.

여기서, 상기 다공성 홈은 상기 요부와 철부 사이에 형성되며 상기 결정 다공성막은 나노크기와 마이크로 크기의 하이브리드(hybrid) 다공성 막인 것을 특징으로 한다.Here, the porous groove is formed between the recess and the iron portion and the crystalline porous membrane is characterized in that the nanoporous and micro-sized hybrid (hybrid) porous membrane.

이때, 상기 소스 물질은 액상 프리커서인 것을 특징으로 한다.In this case, the source material is characterized in that the liquid precursor.

여기서, 상기 결정 다공성막의 특성은 상기 결정 다공성막 형성 단계에서 시간, 온도를 조절함으로써 결정되는 것을 특징으로 한다.Here, the characteristics of the crystalline porous membrane is characterized in that it is determined by adjusting the time, temperature in the step of forming the crystalline porous membrane.

또한, 상기 소스 물질 증착막 형성 단계 내지 결정 다공성막 형성 단계를 반복함으로써 상기 결정 다공성막의 두께가 조절되는 것을 특징으로 한다. In addition, the thickness of the crystalline porous film is controlled by repeating the source material deposition film forming step to the crystalline porous film forming step.

한편으로, 본 발명의 다른 일실시예는 위의 패턴된 기판을 이용한 다공성 막의 제조 방법에 의해서 제조된 다공성 막 형성 기판을 제공한다.
On the other hand, another embodiment of the present invention provides a porous film forming substrate prepared by the method for producing a porous film using the above patterned substrate.

본 발명에 따르면, 넓은 비표면을 형성하기 위해 사용하는 나노입자를 용매와 결합제(binder)에 분산시켜서 프린팅하는 방법과 비교하면 나노 패턴 혹은 마이크로 패턴된 기판 위에 스핀코팅 방법을 기반으로 하여 충분한 비표면을 얻을 수 있다.According to the present invention, compared to a method of dispersing and printing nanoparticles used to form a wide specific surface in a solvent and a binder, a sufficient specific surface based on the spin coating method on a nano-patterned or micro-patterned substrate. Can be obtained.

또한, 본 발명의 다른 효과로서는 공정을 단순화할 수 있으며 스핀 코팅 공정 중의 스핀 속도나 소스물질 (혹은 프리커서 (precursor))의 농도를 조절하여 나노미터 수준에서 제어다공성 막 두께의 조절이 가능한 패턴된 기판을 이용한 다공성 막을 제조하는 것이 가능하다는 점을 들 수 있다.In addition, another effect of the present invention is to simplify the process and to adjust the spin rate or the concentration of the source material (or precursor) during the spin coating process. It is possible to produce a porous membrane using a substrate.

또한, 본 발명의 또 다른 효과로서는 열처리 공정에서 시간, 온도 등을 조절하여 수 나노 결정립의 크기도 조절이 가능한 패턴된 기판을 이용한 다공성 막을 제조하는 것이 가능하다는 점을 들 수 있다.In addition, another effect of the present invention is that it is possible to produce a porous film using a patterned substrate that can also control the size of the nano-crystal grains by adjusting the time, temperature, etc. in the heat treatment process.

또한, 본 발명의 또 다른 효과로서는 다양한 형태의 다공성 막 형성이 가능한 패턴된 기판을 이용한 다공성 막을 제조하는 것이 가능하다는 점을 들 수 있다.In addition, another effect of the present invention is that it is possible to produce a porous membrane using a patterned substrate capable of forming various types of porous membrane.

또한, 본 발명은 메조 다공성(mesorporous) 막과 나노 다공성(nanoporous) 막의 하이브리드 다공성 막을 형성하는 패턴된 기판을 이용한 다공성 막을 제조하는 것이 가능하다는 점을 들 수 있다.
In addition, the present invention is able to produce a porous membrane using a patterned substrate to form a hybrid porous membrane of mesoporous membrane and nanoporous membrane.

도 1의 (a)는 스핀 코팅을 이용하여 기판 (또는 소자) 위에 형성된 나노스피어 패턴을 보여주는 단면도.
도 1의 (b)는 본 발명의 일실시예에 따른 식각 (혹은 에칭) 공정을 이용하여 도 1(a)에서 형성된 패턴을 기판이나 활용 소자에 전사하는 공정을 보여주는 단면도.
도 1의 (c)는 본 발명의 일실시예에 따른 패턴을 기판에 전사한 후 마스크를 제거하는 공정을 보여주는 단면도.
도 2의 (a)는 도 1의 (a) 내지 (c)에서 제작된 패턴 위에 형성시키고자 하는 소스 물질(액상 프리커서(precursor))을 증착시키는 공정을 보여주는 단면도.
도 2의 (b)는 본 발명의 일실시예에 따른 소스 물질 증착막이 형성된 공정을 보여주는 단면도.
도 2의 (c)는 본 발명의 일실시예에 따른 스핀 코팅 공정에 의해 형성된 다공성 막이 형성된 공정을 보여주는 단면도.
도 2의 (d)는 도 2의 (c)에서 형성된 다공성 막(230)을 건조 공정하여 형성된 결정 다공성 막(240)이 형성된 공정을 보여주는 단면도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 패턴된 기판을 이용한 다공성 막의 제조 과정을 보여주는 순서도.
도 4의 (a)는 본 발명의 일실시예에 따른 복수층의 결정 다공성 막의 단면도.
도 4의 (b)는 본 발명의 일실시예에 따른 3층의 결정 다공성 막의 단면도.
도 5의 (a)는 본 발명의 일실시예에 따른 다공성 홈(101)의 단면도.
도 5의 (b)는 본 발명의 다른 일실시예 따른 다공성 홈(101)의 단면도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 기판 위에 나노스피어를 코팅하여 패턴을 형성하는 공정의 화면예.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 나노스피어 패턴의 에칭 공정후 확대 화면예.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 마스크 제거 공정에 따라 나노스피어를 제거한 화면예.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 스핀 코팅 방법을 이용하여 패턴된 기판위에 하이브리드 다공성 막을 형성시키고 기공의 크기를 제어하는 공정의 화면예.
도 10은 도 5의 (a) 또는 (b)에 도시된 다공성 홈(101)과 나노결정입자(1001)의 화면예.
Figure 1 (a) is a cross-sectional view showing a nanosphere pattern formed on a substrate (or device) using spin coating.
FIG. 1B is a cross-sectional view illustrating a process of transferring a pattern formed in FIG. 1A to a substrate or a utilization device by using an etching (or etching) process according to an embodiment of the present invention.
1C is a cross-sectional view illustrating a process of removing a mask after transferring a pattern to a substrate according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2A is a cross-sectional view showing a process of depositing a source material (liquid precursor) to be formed on the pattern fabricated in FIGS. 1A to 1C.
Figure 2 (b) is a cross-sectional view showing a process for forming a source material deposition film according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 (c) is a cross-sectional view showing a process of forming a porous membrane formed by a spin coating process according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2D is a cross-sectional view illustrating a process in which a crystalline porous membrane 240 formed by drying the porous membrane 230 formed in FIG. 2C is formed.
Figure 3 is a flow chart showing the manufacturing process of a porous membrane using a patterned substrate according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 (a) is a cross-sectional view of a plurality of layers of crystalline porous membrane according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 (b) is a cross-sectional view of three layers of crystalline porous membrane according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 (a) is a cross-sectional view of the porous groove 101 in accordance with an embodiment of the present invention.
Figure 5 (b) is a cross-sectional view of the porous groove 101 according to another embodiment of the present invention.
6 is a screen example of a process of forming a pattern by coating a nanospheres on a substrate according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is an enlarged screen example after the etching process of the nanosphere pattern according to an embodiment of the present invention.
8 is a screen example of removing the nanospheres in accordance with the mask removal process according to an embodiment of the present invention.
9 is a screen example of a process for forming a hybrid porous film on a patterned substrate and controlling the size of pores using a spin coating method according to an embodiment of the present invention.
10 is a screen example of the porous groove 101 and the nanocrystalline particles 1001 shown in (a) or (b) of FIG.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.As the inventive concept allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the written description. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.

제 1, 제 2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.

본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 공정, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 공정, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "having" are intended to indicate that there is a feature, number, process, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present disclosure does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, processes, operations, components, components, or a combination thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 패턴된 기판을 이용한 다공성 막의 제조 방법 및 그 방법에 의해 제조된 기판을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of manufacturing a porous membrane using a patterned substrate and a substrate manufactured by the method will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1의 (a)는 스핀 코팅을 이용하여 기판 (또는 소자) 위에 형성된 나노스피어(nano-sphere) 패턴을 보여주는 단면도이다. 도 1의 (a)를 참조하면, 스핀 코팅을 이용하여 기판(100) (또는 소자) 위에 형성된 나노스피어 패턴(110)을 보여주고 있다. Figure 1 (a) is a cross-sectional view showing a nano-sphere (nano-sphere) pattern formed on a substrate (or device) using spin coating. Referring to FIG. 1A, a nanosphere pattern 110 formed on a substrate 100 (or a device) using spin coating is illustrated.

이러한 패턴(110)은 나노스피어(nano-sphere) 리소그래피(lithography)와 같은 상향식 방법과 포토 리소그래피(photo-lithography) 등과 같은 하향식 방법들을 포함한 다양한 방법에 의해서 제작될 수 있다. 나노스피어 패턴(110)의 크기는 나노스피어 크기와 나노스피어의 선택적 식각(즉 에칭)에 의해 제어될 수 있다.The pattern 110 may be manufactured by various methods including a bottom-up method such as nano-sphere lithography and a top-down method such as photo-lithography. The size of the nanosphere pattern 110 may be controlled by the nanosphere size and the selective etching (ie etching) of the nanospheres.

부연하면, 혼합액(실리카 입자(silica spheres) 와 물의 혼합용액임)을 기판(100)에 도포한 다음 스핀 코팅 후에 형성된 단면이 도 1의 (a)이다.In other words, the cross section formed after the spin coating after applying the mixed solution (which is a mixed solution of silica particles and water) to the substrate 100 is shown in FIG.

도 1의 (b)는 본 발명의 일실시예에 따른 식각 (혹은 에칭) 공정을 이용하여 도 1(a)에서 형성된 패턴을 기판이나 활용 소자에 전사하는 공정를 보여주는 단면도이다. 도 1의 (b)를 참조하면, reactive ion etching(RIE, 건식 식각) 또는 wet-etching (습식 식각) 공정을 실행한 후 형성된 기판의 모습을 보여주는 도면이다. 물론, 이 경우 에칭에 의해 나노스피어 패턴(110)의 크기가 작아지고 나노스피어 패턴(110) 사이에 다공성 홈(101)이 형성된다.FIG. 1B is a cross-sectional view illustrating a process of transferring a pattern formed in FIG. 1A to a substrate or a utilization device by using an etching (or etching) process according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1B, a diagram illustrating a substrate formed after a reactive ion etching (RIE) or wet-etching (wet etching) process is performed. Of course, in this case, the size of the nanosphere pattern 110 is reduced by etching, and the porous groove 101 is formed between the nanosphere patterns 110.

도 1의 (b)는 식각 (혹은 에칭) 공정을 이용하여 도의 1(a)에서 형성된 패턴을 기판이나 활용 소자에 전사하는 공정이다. 식각 공정 조건 (시간, 가스 분위기 등)에 따라서 전사되는 패턴 형상이나 크기를 제어할 수 있으며, 패턴 형성에 사용되는 마스크 (본 그림에서는 나노스피어)와 기판을 모두 식각할 수 있다.FIG. 1B is a step of transferring the pattern formed in FIG. 1A to a substrate or a utilization device by using an etching (or etching) process. The pattern shape and size to be transferred can be controlled according to the etching process conditions (time, gas atmosphere, etc.), and both the mask (nanosphere in this figure) and the substrate used for pattern formation can be etched.

도 1의 (c)는 본 발명의 일실시예에 따른 패턴을 기판에 전사한 후 마스크를 제거하는 공정를 보여주는 단면도이다. 도 1의 (c)를 참조하면, 나노스피어 패턴(110)을 기판(100)에 전사한 후 마스크를 제거하는 공정이다. 1C is a cross-sectional view illustrating a process of removing a mask after transferring a pattern to a substrate according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1C, the mask is removed after transferring the nanosphere pattern 110 to the substrate 100.

물론, 이 마스크 제거 공정은 초음파 진동을 이용하거나 wet etching 공정을 사용하여 나노스피어 패턴(110)을 제거한 후, 표면에 형성된 산화막을 제거하는 공정을 포함할 수 있다. 따라서, 기판(100)의 상단에 요철이 주기적으로 형성된다.Of course, the mask removal process may include a process of removing the oxide film formed on the surface after removing the nanosphere pattern 110 by using ultrasonic vibration or using a wet etching process. Therefore, irregularities are periodically formed on the upper end of the substrate 100.

도 2의 (a) 내지 (d)는 도 1의 (a) 내지 (c)에 의해 형성된 기판(100)을 이용하여 다공성 막을 형성하는 공정과 막의 두께, 형상을 제어하는 공정을 보여주는 개략도이다.2A to 2D are schematic views illustrating a process of forming a porous film using the substrate 100 formed by FIGS. 1A to 1C, and controlling a thickness and a shape of the film.

도 2의 (a)는 도 1의 (a) 내지 (c)에서 제작된 패턴 위에 형성시키고자 하는 소스 물질(액상 프리커서(precursor))을 증착시키는 공정을 보여주는 단면도이다. 도 2의 (a)를 참조하면, 나노스피어 패턴(110)을 기판(100)에 전사한 후 마스크를 제거하는 공정 후 소스물질 도포 장치(200)를 이용하여 소스 물질(210)을 기판(100)상에 도포한다. 소스 물질로는 액상 프리커서(precursor)가 사용된다. 이 액상 프리커서(precursor)는 액상 중에서의 반응을 이용하는 액상 반응법이다.FIG. 2A is a cross-sectional view illustrating a process of depositing a source material (liquid precursor) to be formed on the patterns fabricated in FIGS. 1A to 1C. Referring to FIG. 2A, after the process of transferring the nanosphere pattern 110 to the substrate 100 and removing the mask, the source material 210 is transferred to the substrate 100 using the source material applying apparatus 200. Apply on). As a source material, a liquid precursor is used. This liquid precursor is a liquid phase reaction method using a reaction in a liquid phase.

액상 프리커서(liquid precursor)를 사용하는 공침법(coprecipitation), 솔-젤법(sol-gel), 수열법(hydrothermal)이 가장 대표적으로 활용되고 있는 방법이다.Coprecipitation, sol-gel, and hydrothermal methods using liquid precursors are the most commonly used methods.

부연하면, 액상 프리커서는 TiO2, SiO2, ZrO2, BaTiO3, Al2O3, Y2O3 등의 프리커서(201)(즉, 나노스피어)를 물이나 물과 에틸렌글리콜의 혼합용액에 잘 분산시켜 생성한다. In other words, the liquid precursor is mixed with water or water and ethylene glycol with precursor 201 (ie, nanospheres) such as TiO 2 , SiO 2 , ZrO 2 , BaTiO 3 , Al 2 O 3 , and Y 2 O 3 . Produced by dispersing well in solution.

도 2의 (a)에서는 소스 물질 도포 장치(200)가 우측에서 좌측으로 진행하는 것으로 도시하였으나, 소수 물질 도포 장치(200)는 고정되고, 기판(100)이 컨베이어 시스템에 의해 우측에서 좌측으로 진행하게 하는 방식도 가능하다.In FIG. 2A, the source material applying apparatus 200 is shown to proceed from right to left, but the hydrophobic material applying apparatus 200 is fixed and the substrate 100 proceeds from right to left by the conveyor system. It is also possible to do it.

도 2의 (b)는 본 발명의 일실시예에 따른 소스 물질 증착막이 형성된 공정을 보여주는 단면도이다. 도 2의 (b)를 참조하면, 도 2의 (a)에 의해 소스 물질(도 2의 (a)의 210참조)이 기판(100)상에 도포되면, 기판(100)상에 소스 물질 증착막(220)이 형성된다. 2B is a cross-sectional view illustrating a process in which a source material deposition film is formed in accordance with an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2B, when the source material (see 210 of FIG. 2A) is applied on the substrate 100 by FIG. 2A, the source material deposition film is deposited on the substrate 100. 220 is formed.

도 2의 (c)는 본 발명의 일실시예에 따른 스핀 코팅 공정에 의해 형성된 다공성 막이 형성된 공정을 보여주는 단면도이다. 도 2의 (c)를 참조하면, 도 2의 (b)에 의해 형성된 소스 물질 증착막(220)은 스핀 코팅에 의해 메조 다공성(mesorporous) 막(230)으로 변환된다. 스핀 코팅 방식은 이미 널러 알려져 있는 기술이므로 본 발명의 명확한 이해를 위해 생략하기로 한다. Figure 2 (c) is a cross-sectional view showing a process in which a porous membrane formed by a spin coating process according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2C, the source material deposition film 220 formed by FIG. 2B is converted into a mesoporous film 230 by spin coating. Since the spin coating method is a well known technique, it will be omitted for a clear understanding of the present invention.

도 2의 (d)는 도 2의 (c)에서 형성된 메조 다공성 막(230)을 열처리 등의 후처리 공정을 통하여 형성된 결정 다공성 막(240)이 형성된 공정을 보여주는 단면도이다. 도 2의 (d)를 참조하면, 도 2의 (c)에 의해 형성된 메조 다공성 막(230)이 건조 (혹은 열처리) 공정을 통하여 다공성 막으로 형성하는 공정이다. FIG. 2D is a cross-sectional view illustrating a process in which the crystalline porous membrane 240 formed through the post-treatment process of the mesoporous membrane 230 formed in FIG. Referring to FIG. 2D, the mesoporous membrane 230 formed by FIG. 2C is a process of forming a porous membrane through a drying (or heat treatment) process.

메조 다공성 막(230)의 경우 도 2(a)에서 소스 물질을 증착하는 조건 (스핀코팅 두께, 스핀코팅 횟수, 소스물질의 농도 등)에 따라서 그 특성의 제어가 가능하다. 또한, 건조 공정은 핫 플레이트, 오븐, 바람 등을 이용하여 수행된다. In the case of the mesoporous membrane 230, the characteristics of the mesoporous membrane 230 can be controlled according to the conditions (spin coating thickness, spin coating number, concentration of the source material, etc.) for depositing the source material. In addition, the drying process is performed using a hot plate, oven, wind or the like.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 패턴된 기판을 이용한 다공성 막의 제조 과정을 보여주는 순서도이다. 도 1의 (a) 내지 (c) 및 도 2의 (a) 내지 (d)를 참조하여 도 3을 설명하기로 한다. 3 is a flowchart illustrating a process of preparing a porous membrane using a patterned substrate according to an embodiment of the present invention. 3 will be described with reference to FIGS. 1A to 1C and FIGS. 2A to 2D.

도 3을 참조하면, 도 1의 (a)의 기판(100) 상에 나노스피어 패턴(110)을 형성한다(단계 S300). 이에 대한 화면예가 도 6에 도시된다. 도 6을 참조하면, 좌측 상단에 있는 화면이 저배율 화면(600)이고, 이를 시계 방향으로 확대해서 보면 고배율(610), 초고배율 화면(620)이 도시된다. Referring to FIG. 3, the nanosphere pattern 110 is formed on the substrate 100 of FIG. 1A (step S300). An example of this is shown in FIG. 6. Referring to FIG. 6, the screen on the upper left is a low magnification screen 600, and when viewed in a clockwise direction, a high magnification 610 and an ultra high magnification screen 620 are illustrated.

이러한 패턴 공정에서는 다양한 크기를 가지는 나노스피어를 물이나 물과 에틸렌글리콜의 혼합용액에 잘 분산시킨다. 기판(100)은 친수성을 가질 수 있도록 실리콘 기판의 경우 피라나(piranha) 용액에 24시간 동안 담그거나 산소 플라즈마 처리를 진행한다. 스핀 코팅의 속도와 시간을 조절하여 단일 또는 다층의 실리카 나노스피어 막을 형성시킨다. In this pattern process, nanospheres having various sizes are well dispersed in water or a mixed solution of water and ethylene glycol. The substrate 100 may be immersed in a piranha solution for 24 hours in a silicon substrate or subjected to oxygen plasma treatment so as to have hydrophilicity. The speed and time of spin coating is controlled to form single or multiple layers of silica nanospheres.

계속 도 3을 설명하면, 단계 S300에서 형성된 나노스피어 패턴화된 기판(100)을 에칭한다(단계 S310). 에칭 공정후 도 1의 (b)에 도시된 것과 같이 나노스피어 패턴(110)은 작아지고, 기판(100)의 상단면에는 다공성 홈(101)이 형성된다. 이에 대한 화면예가 도 7에 도시된다. 도 7을 참조하면, 시계 방향으로 초고배율 화면(700), 고배율 화면(710)의 평면 사진, 단면 사진 등이 도시된다. 3, the nanosphere patterned substrate 100 formed in step S300 is etched (step S310). After the etching process, as shown in FIG. 1B, the nanosphere pattern 110 is reduced, and the porous groove 101 is formed on the top surface of the substrate 100. An example of this is shown in FIG. Referring to FIG. 7, a planar photograph, a cross-sectional photograph, and the like of an ultra-high magnification screen 700 and a high magnification screen 710 are shown in a clockwise direction.

에칭 공정에 사용되는 가스의 종류와 공정 압력, 시간 등의 변수를 조절하여 나노스피어 크기만 혹은 나노스피어와 기판에 전사된 패턴을 수 나노미터 수준에서 재현성 있게 크기를 제어할 수 있는 조건을 찾는다. 본 발명의 일실시예에서는 2 nm/s 수준에서 제어가능하였다. 이러한 패턴 크기나 특성의 제어는 희생막을 도입함으로써 제어 가능성을 더욱 폭넓게 확보할 수 있다.By adjusting variables such as the type of gas used in the etching process, process pressure, and time, it is possible to find a condition that can control the nanosphere size only or the pattern transferred on the nanosphere and the substrate reproducibly at the nanometer level. In one embodiment of the present invention it was controllable at the 2 nm / s level. Such control of the pattern size or characteristics can ensure more controllability by introducing a sacrificial film.

에칭 공정 이후에는, 나노스피어 패턴(110)의 마스크를 제거하는 공정이 실행된다(단계 S330). 마스크 제거후 화면예를 보여주는 도면이 도 8에 도시된다. 도 8을 참조하면 좌측 화면은 초고배율 화면(800)이고, 고배율 화면(810)이다. 초고배율 화면(800)을 보면, 철부(801)와 요부(802)만이 형성된다. After the etching process, a process of removing the mask of the nanosphere pattern 110 is performed (step S330). 8 shows an example of a screen after removing a mask. Referring to FIG. 8, the left screen is an ultra high magnification screen 800 and a high magnification screen 810. Looking at the ultra-high magnification screen 800, only the convex portion 801 and the recessed portion 802 is formed.

실리카 나노스피어의 경우 초음파 진동을 이용하거나 HF(플루오르산) 용액을 이용하면 제거가 가능하다.In the case of silica nanospheres, it can be removed by using ultrasonic vibration or HF (fluoric acid) solution.

마스크 제거 공정 이후에는, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 기판(100)상에 액상 프리커서를 도포하고, 스핀코팅을 수행한다(단계 S340, S350). 이러한 스핀코팅후 화면예를 보여주는 도면이 도 9에 도시된다. 도 9를 참조하면, 도 9는 스핀코팅방법을 이용하여 제작된 다공성 막을 보여주고 있다. 다공성 막의 두께 및 형상은 스핀코팅 횟수에 의존하는 특성을 나타낸다. 부연하면 시계방향으로 1회 스핀 코팅 화면(900), 2회 스핀 코팅 화면(910), 3회 스핀 코팅 화면(920), 4회 스핀 코팅 화면(930)을 보여준다. After the mask removing process, a liquid precursor is applied onto the substrate 100 as shown in FIG. 2A, and spin coating is performed (steps S340 and S350). 9 shows an example of a screen after such spin coating. Referring to FIG. 9, FIG. 9 shows a porous membrane fabricated using a spin coating method. The thickness and shape of the porous membrane exhibits properties that depend on the number of spin coatings. In detail, the spin coating screen 900, the spin coating screen 910, the spin coating screen 920, and the spin coating screen 930 are shown in the clockwise direction.

도 9에 도시된 바와 같이, 스핀 코팅 횟수가 증가할 수 록 패턴 사이에 존재하는 다공성 홈(도 1의 (a) 101 참조)이 작아짐을 볼 수 있다. As shown in FIG. 9, as the number of spin coatings increases, it can be seen that the porous grooves (see (a) 101 of FIG. 1) existing between the patterns become smaller.

특히, 나노입자들 사이의 공간뿐만 아니라 패턴 사이에 존재하는 공간을 제어함으로써 나노크기와 마이크로 크기가 공존하는 하이브리드(hybrid) 다공성 막을 형성할 수 있다. In particular, by controlling the space between the nanoparticles as well as the space between the patterns it is possible to form a hybrid porous film of the nano-size and micro-size coexist.

스핀코팅 공정이 완료되면, 기판(100)을 건조하게 된다(단계 S360). 건조하는 공정은 위에서 기술된 바와 같이, 기판(100)을 핫 플레이트, 오븐 등에 넣어서 저온 혹은 고온으로 건조하는 방식 또는 바람을 이용하여 용매를 날림으로써 가능하다.When the spin coating process is completed, the substrate 100 is dried (step S360). The drying process may be performed by blowing the solvent using a method of drying the substrate 100 at a low temperature or a high temperature by placing the substrate 100 in a hot plate, an oven, or the like, as described above.

도 4의 (a)는 본 발명의 일실시예에 따라 형성된 패턴의 볼록한 부분(도 1의 102와 도 8의 801 참조)의 단면도이다. 도 4의 (a)를 참조하면, 도 4의 (a)는 패턴의 볼록한 부분(102와 801 참조)에 제 1 결정 다공성 막(400)이 형성된 상태를 보여주는 단면도이다. 4A is a cross-sectional view of a convex portion (see 102 of FIG. 1 and 801 of FIG. 8) of a pattern formed according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4A, FIG. 4A is a cross-sectional view illustrating a state in which the first crystalline porous membrane 400 is formed in the convex portions 102 and 801 of the pattern.

도 4의 (b)는 본 발명의 다른 일실시예 따른 패턴의 볼록한 부분(102와 801 참조)의 단면도이다. 도 4의 (b)를 참조하면, 도 4의 (b)는 패턴의 볼록한 부분(102와 801 참조)에서 제 1 결정 다공성 막(400), 제 2 결정 다공성 막(410), 제 3 결정 다공성 막(420)이 순차적으로 형성된 형태를 보여주는 도면이다. 4B is a cross-sectional view of the convex portions 102 and 801 of the pattern according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4B, FIG. 4B shows the first crystalline porous membrane 400, the second crystalline porous membrane 410, and the third crystalline porosity in the convex portions 102 and 801 of the pattern. The film 420 is formed in a sequential manner.

따라서, 도 5의 (a)의 경우는 1회의 결정 다공성 막(400)으로 인해 다공성홈(101)에서 제 1 간격(h1)이 된다. 이와 달리, 도 5의 (b)의 경우에는 2회의 결정 다공성 막(400, 410)으로 인해 다공성홈(101)에서 제 2 간격(h2)이 된다. 부연하면, 막두께와 다공성 막의 간격 조절이 가능함을 알 수 있다. Therefore, in FIG. 5A, the first gap h1 is formed in the porous groove 101 due to the one-time crystalline porous membrane 400. On the contrary, in the case of FIG. 5B, the second gap h2 is formed in the porous groove 101 due to the two crystalline porous membranes 400 and 410. In other words, it can be seen that the gap between the membrane thickness and the porous membrane can be adjusted.

도 10은 도 5의 (a) 또는 (b)에 도시된 다공성 홈(101)의 화면예이다. 도 10을 참조하면, 도 10은 투과전자현미경 사진으로 나노결정입자(1001)들로 구성된 나노다공성 막의 성공적 제작을 보여주고 있는 화면예(1000, 1010)이다. 10 is a screen example of the porous groove 101 shown in (a) or (b) of FIG. 5. Referring to FIG. 10, FIG. 10 is screen examples 1000 and 1010 showing a successful fabrication of a nanoporous membrane composed of nanocrystalline particles 1001 by transmission electron micrographs.

본 발명의 일실시예서는 다공성 홈을 삼각형 형태로 도시하였으나, 이는 용이한 이해를 위한 것으로 원형 등과 같이 다른 형태가 가능하다. 따라서, 종래의 평면형 기판과 달리, 광전자 입사 등과 같은 반응을 위한 표면적이 커지게 된다. In one embodiment of the present invention, the porous groove is shown in a triangular shape, but for easy understanding, other shapes, such as a circle, are possible. Thus, unlike conventional planar substrates, the surface area for reactions such as photoelectron incidence is increased.

100: 기판 101: 다공성 홈
102: 패턴 볼록 부분 110: 나노스피어 패턴
200: 소스 물질 도포 장치 201: 프리커서(precusor)
210: 소스 물질 220: 소스 물질 증착 막
230: 메조 다공성막 240: 결정 다공성 막
400: 제 1 결정 다공성 막 410: 제 2 결정 다공성 막
420: 제 3 결정 다공성 막 801: 패턴 철부
802: 패턴 요부 1001: 나노결정입자
h1: 제 1 간격 h2: 제 2 간격
100 substrate 101 porous groove
102: pattern convex portion 110: nanosphere pattern
200: source material application device 201: precursor (precusor)
210: source material 220: source material deposition film
230: mesoporous membrane 240: crystalline porous membrane
400: first crystalline porous membrane 410: second crystalline porous membrane
420: third crystalline porous membrane 801: pattern convex
802: pattern recess 1001: nanocrystalline particles
h1: first interval h2: second interval

Claims (6)

기판 상에 제 1 나노스피어 패턴을 형성하는 나노스피어 패턴 형성 단계;
나노스피어 패턴화된 상기 기판을 에칭하여 상기 기판상에 제 2 나노스피어 패턴 및 다공성 홈을 형성하는 다공성 홈 형성 단계;
상기 제 2 나노스피어 패턴을 제거하여 상기 기판 상에 패턴 요부와 패턴 철부만을 형성시키는 마스크 제거 단계;
소스 물질 도포 장치를 이용하여 상기 기판상에 소스 물질을 도포하여 소스 물질 증착 막을 형성하는 소스 물질 증착막 형성 단계;
소스 물질 증착 막이 형성된 상기 기판을 스핀코팅 방식으로 이용하여 상기 기판상에 메조 다공성막을 형성하는 메조 다공성막 형성 단계; 및
상기 기판을 건조 및 열처리공정을 통하여 결정 다공성막을 형성하는 결정 다공성막 형성 단계를 포함하는 패턴된 기판을 이용한 다공성 막의 제조 방법.
A nanosphere pattern forming step of forming a first nanosphere pattern on the substrate;
Forming a second nanosphere pattern and a porous groove on the substrate by etching the nanosphere patterned substrate to form a porous groove;
Removing the second nanosphere pattern to form only a pattern recess and a pattern iron part on the substrate;
A source material deposition film forming step of forming a source material deposition film by applying a source material on the substrate using a source material applying device;
Forming a mesoporous film on the substrate by using the substrate on which the source material deposition film is formed by spin coating; And
Method for producing a porous membrane using a patterned substrate comprising the step of forming a crystalline porous membrane to form a crystalline porous membrane through the drying and heat treatment process.
제 1 항에 있어서,
상기 다공성 홈은 상기 요부와 철부 사이에 형성되며 상기 결정 다공성막은 나노크기와 마이크로 크기의 하이브리드(hybrid) 다공성 막인 패턴된 기판을 이용한 다공성 막의 제조 방법.
The method of claim 1,
The porous groove is formed between the recessed portion and the iron portion and the crystalline porous membrane is a method for producing a porous membrane using a patterned substrate is a hybrid porous membrane of nano size and micro size.
제 2 항에 있어서,
상기 소스 물질은 액상 프리커서인 패턴된 기판을 이용한 다공성 막의 제조 방법.
The method of claim 2,
And the source material is a liquid precursor.
제 2 항에 있어서,
상기 결정 다공성막의 두께는 상기 결정 다공성막 형성 단계에서 시간, 온도를 조절함으로써 결정되는 패턴된 기판을 이용한 다공성 막의 제조 방법.
The method of claim 2,
The thickness of the crystalline porous film is a method of manufacturing a porous film using a patterned substrate is determined by controlling the time, temperature in the crystalline porous film forming step.
제 2 항에 있어서,
상기 소스 물질 증착막 형성 단계 내지 결정 다공성막 형성 단계를 반복함으로써 상기 결정 다공성막의 두께가 조절되는 패턴된 기판을 이용한 다공성 막의 제조 방법.
The method of claim 2,
And repeating the forming of the source material deposition film and the forming of the crystalline porous film, wherein the thickness of the crystalline porous film is controlled.
삭제delete
KR1020100097656A 2010-10-07 2010-10-07 Method for manufacturing porous layers using patterned substrate and Board manufactured by the same KR101230059B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100097656A KR101230059B1 (en) 2010-10-07 2010-10-07 Method for manufacturing porous layers using patterned substrate and Board manufactured by the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100097656A KR101230059B1 (en) 2010-10-07 2010-10-07 Method for manufacturing porous layers using patterned substrate and Board manufactured by the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120036012A KR20120036012A (en) 2012-04-17
KR101230059B1 true KR101230059B1 (en) 2013-02-05

Family

ID=46137760

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100097656A KR101230059B1 (en) 2010-10-07 2010-10-07 Method for manufacturing porous layers using patterned substrate and Board manufactured by the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101230059B1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100855682B1 (en) 2007-04-16 2008-09-03 고려대학교 산학협력단 Method for texturing silicon surface in solar cell
KR20090077274A (en) * 2008-01-10 2009-07-15 엘지전자 주식회사 Method for fabricating selar cell having semiconductor wafer substrate with nano texturing structure
KR20100028143A (en) * 2008-09-04 2010-03-12 주식회사 엘지화학 Method for patterning of nano-particle and wire grid polarizer manufactured by thereof
KR20100111525A (en) * 2009-04-07 2010-10-15 광주과학기술원 Method for fabricating nanopattern embedding nanoparticles, and electronic device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100855682B1 (en) 2007-04-16 2008-09-03 고려대학교 산학협력단 Method for texturing silicon surface in solar cell
KR20090077274A (en) * 2008-01-10 2009-07-15 엘지전자 주식회사 Method for fabricating selar cell having semiconductor wafer substrate with nano texturing structure
KR20100028143A (en) * 2008-09-04 2010-03-12 주식회사 엘지화학 Method for patterning of nano-particle and wire grid polarizer manufactured by thereof
KR20100111525A (en) * 2009-04-07 2010-10-15 광주과학기술원 Method for fabricating nanopattern embedding nanoparticles, and electronic device

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120036012A (en) 2012-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11961628B2 (en) Patterned nanoparticle structures
Kang et al. Simple ZnO nanowires patterned growth by microcontact printing for high performance field emission device
KR101161197B1 (en) Method of forming a nano-structure and the nano-structure
CN102556952B (en) Metal cup-cylinder composite nano structure array and preparation method thereof
CN103641064B (en) Metal-silicon dioxide multilayer film hollow nano structure array and preparation method thereof
CN102530846B (en) Method for preparing metal nanobelt array with tip
US20130270118A1 (en) Polycrystalline cuprous oxide nanowire array production method using low-temperature electrochemical growth
CN107032328B (en) Preparation method of self-supporting reduced graphene oxide film
CN103730259B (en) A kind of nanocrystalline titanium dioxide film of two-specification pore structure and manufacturing method of nanocrystalline titanium dioxide film and preparation method thereof
Huang et al. PH-driven phase separation: Simple routes for fabricating porous TiO2 film with superhydrophilic and anti-fog properties
Zhu et al. Crack-free hematite inverse opal photo-anodes for enhancing photo-electrochemical water splitting
Rey et al. Anisotropic silicon nanowire arrays fabricated by colloidal lithography
Yang et al. A high density array of free standing alumina nanotubes aligned vertically on solid substrates in a large area
Maria Chong et al. Soft imprinting: creating highly ordered porous anodic alumina templates on substrates for nanofabrication
KR101230059B1 (en) Method for manufacturing porous layers using patterned substrate and Board manufactured by the same
KR102112029B1 (en) Fuel cell including integrated internal reforming layer having nano-structure and method for manufacturing the same
Chu et al. Wetting in nanopores of cylindrical anodic aluminum oxide templates: Production of gradient polymer nanorod arrays on large-area curved surfaces
KR100856746B1 (en) Fabricating method of titania thin film
CN105903351A (en) Ceramic ultrafiltration membrane with self-cleaning function and preparation method thereof
JP5173505B2 (en) Method for producing inorganic material having fine surface pattern
CN111821867A (en) Self-supporting reduced graphene oxide nanofiltration membrane and preparation method and application thereof
KR101123271B1 (en) Method of producing large area gas separation membrane for high temperature
Yanagishita et al. Preparation of Ni micropillar arrays with high aspect ratios using anodic porous alumina template and their application to molds for imprinting
US20180363125A1 (en) Method of forming high surface area metal oxide nanostructures and applications of same
CN104724663A (en) Silicon-based bionic micro-nano structure surface preparation method

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151230

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170103

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171213

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee