KR101411335B1 - 복수의 채널주형이 멀티 스케일로 형성된 마이크로플루이딕 칩 주형 제조방법 - Google Patents

복수의 채널주형이 멀티 스케일로 형성된 마이크로플루이딕 칩 주형 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 복수의 채널주형이 멀티스케일로 형성된 마이크로플루이딕 칩의 주형을 제조하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 (a)기판의 상면에 제1채널패턴을 형성하는 단계와, (b)상기 (a)단계에 의해 상기 제1채널패턴이 형성된 기판의 상면에 상기 제1채널패턴과 크기가 상이한 제2채널패턴을 형성하는 단계와, (c)상기 (a)단계와 (b)단계에 의해 상기 기판의 상면에 형성된 제1채널패턴과 제2채널패턴을 열분해 하여, 제1탄소채널주형과 제2탄소채널주형으로 변환시켜 마이크로플루이딕 칩 주형을 완성하는 단계가 포함되어, 감광액의 자외선 흡광량을 조절하고, 이를 통해 감광액의 고분자화를 제어함은 물론, 열분해를 통해 마이크로 사이즈와 나노 사이즈 탄소채널패턴이 함께 집적될 수 있도록 하여, 고가의 장비 없이 저가로 일률적인 성능을 지닌 조형을 대량생산 가능하고, 종래의 몰드를 만들 때 필요한 장비만을 사용하기 때문에 추가적인 비용발생이 없으며, 공정이 단순화되어 신뢰도가 향상되고, 균일성이 높아지며, 주형의 제조 및 수정이 용이하고, 수차례에 걸쳐 연속적으로 반영구적으로 사용 가능하기 때문에 매우 효율적이고 경제적인 복수의 채널주형이 멀티스케일로 형성된 마이크로플루이딕 칩의 주형을 제조하는 방법을 제공한다.

Description

복수의 채널주형이 멀티 스케일로 형성된 마이크로플루이딕 칩 주형 제조방법{Manufacturing method of a mold for a microfluidic chip integrated with multiscale channels}
본 발명은 복수의 채널주형이 멀티 스케일로 형성된 마이크로플루이딕 칩의 주형을 제조하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기판에 높이와 너비가 다른 복수의 노광된 포토레지스트 구조물을 제작하고 이를 열분해 시켜 마이크로(micro) 사이즈 및 나노(nano) 사이즈로 구성된 멀티 스케일 탄소 주형 제조방법에 관한 것이다.
마이크로플루이딕 칩(microfluidic chip)이란, 그 안에 형성되어 있는 미세 채널로 미량의 분석 대상 물질을 흘려보내면서, 칩 내에 존재하는 각종 물질을 분석할 수 있는 칩을 의미한다.
이러한 마이크로 플루이딕 칩은 랩온어칩(Lab-on-a-chip, LOC : 칩 위의 실험실이라는 의미)이라고 하여, 작은 칩 내에서 분석 대상 물질을 한번에 분석할 수 있는 칩의 형태로 개발되고 있다.
또한 이러한 마이크로 플루이딕 칩은 물질의 분석, 분리, 및 합성 등을 위하여 사용되고 있으며, 점차로 그 사용 분야가 확대되고 있는 실정이다.
구체적으로, 마이크로미터 크기의 채널이나 챔버 등의 구조물을 갖는 마이크로플루이딕 칩은 화학이나 생물 분야의 기초 과학 연구, 병원에서의 질병 진단이나 야외의 환경 모니터링 등의 다양한 분야에 활용되고 있다.
더욱이 최근에는 마이크로플루이딕 칩의 구조물 내에 세포를 배양하거나 화학 반응을 일으키거나 또는 다양한 형상의 마이크로 입자를 제조하는 등 다양한 분야에 적용하고자 하는 연구도 활발하게 진행되고 있는 실정이다.
특히 DNA와 같이 나노 사이즈의 바이오 입자를 사용하는 마이크로플루이딕 칩에는 마이크로 사이즈의 채널과 나노 사이즈의 채널이 연결된 형태의 멀티스케일 채널의 사용이 필수적이다.
한편, 마이크로미터 크기의 채널이나 구조물을 갖는 마이크로플루이딕 칩을 제조하기 위한 몰드(주형)(이하, "마이크로플루이딕 칩 몰드(주형)"라고 지칭함)는 포토리소그래피(photolithography) 공정, 또는 포토리소그래피에 이은 식각공정 또는 증착 공정을 이용하여 제조되는 것이 일반적이다.
이러한 종래의 마이크로플루이딕 칩 몰드(주형) 및 그 제조방법을 살펴보면 등록특허 제10-1053772호(2011.07.27)에서는 일정한 패턴이 인쇄된 포토마스크필름과, 상기 포토마스크필름의 하부에 배치되는 제1기판과, 상기 제1기판의 하부에 배치되며, 자외선 경화 폴리머 용액이 수용될 수 있는 테두리부와 상기 테두리부의 하부에 배치되는 제2기판을 포함하는 마이크로플루이딕 칩 몰드(주형)를 제조하기 위한 성형 모듈을 제공하였고, (a) 성형 모듈 내로 자외선 경화 폴리머 용액을 주입하는 단계와 (b) 상기 성형 모듈 상부에서 자외선을 조사하는 단계를 포함하는 마이크로플루이딕 칩 몰드(주형) 제조방법이 제공되었다.
상술한 바와 같이 마이크로플루이딕 칩의 중요성과 활용 범위가 광범위하게 넓어지고 있음에도 불구하고, 종래에는 칩을 제조하기 위한 마이크로플루이딕 칩 몰드(주형)의 제조방법은 고가의 장비와 복잡한 여러 단계의 과정을 거쳐야하는 현실적인 제약과 한계성이 있다는 문제가 발생하였다. 또한 나노 사이즈의 채널을 집적하기 위해서는 일반적인 포토리쏘그래피 공정보다 더 복잡하고 공정비가 고가인 나노 공정 장비를 사용하여야만 한다. 더욱이 마이크로 채널과 나노 채널이 연결된 멀티스케일 채널과 마이크로 채널 내에 추가적인 구조물이 집적된 형태의 마이크로플루이딕 칩 몰드 제작은 매우 어려운 공정이 필수적이었다.
본 발명은 노광된 감광액 패턴을 열분해시켜 마이크로(micro) 사이즈의 탄소채널패턴 및 탄소구조물과, 나노(nano) 사이즈의 탄소채널패턴이 함께 주형으로 집적되어, 마이크로(micro) 사이즈의 채널 및 탄소구조물과, 나노(nano) 사이즈의 채널 및 구조물이 함께 구비되는 마이크로플루이딕 칩을 제조할 수 있는 복수의 채널주형이 멀티 스케일로 형성된 마이크로플루이딕 칩 주형 제조방법을 제공한다.
본 발명은 (a)기판의 상면에 제1채널패턴을 형성하는 단계와, (b)상기 (a)단계에 의해 상기 제1채널패턴이 형성된 기판의 상면에 상기 제1채널패턴과 크기가 상이한 제2채널패턴을 형성하는 단계와, (c)상기 (a)단계와 (b)단계에 의해 상기 기판의 상면에 형성된 제1채널패턴과 제2채널패턴을 열분해 하여, 제1탄소채널주형과 제2탄소채널주형으로 변환시켜 마이크로플루이딕 칩 주형을 완성하는 단계가 포함된다.
이때 본 발명에 따른 상기 (a)단계는, (a-1)기판 상면에 포토레지스트를 1차 도포하는 단계와, (a-2)상기 (a-1)단계에 의해 상기 포토레지스트가 도포된 상기 기판의 상부에 해당 제1채널영역이 타공된 제1포토마스크를 위치한 후 자외선으로 1차 노광하는 단계와, (a-3)상기 (a-2)단계에 의해 노광된 부분을 제외한 나머지 부분을 현상하여 상기 포토레지스트를 제거함으로써, 상기 기판의 상부에 제1채널패턴을 형성하는 단계가 포함될 수 있다.
그리고 본 발명에 따른 상기 (b)단계는, (b-1)상기 (a)단계에 의해 상면에 제1채널패턴이 형성된 상기 기판 상면에 포토레지스트를 2차 도포하는 단계와, (b-2)상기 (b-1)단계에 의해 상기 포토레지스트가 도포된 상기 기판의 상부에 해당 제2채널영역이 타공된 제2포토마스크를 위치한 후 자외선으로 2차 노광하는 단계와, (b-3)상기 (b-2)단계에 의해 노광된 부분을 제외한 나머지 부분을 현상하여 상기 포토레지스트를 제거함으로써, 상기 기판의 상부에 이미 형성된 제1채널패턴과 함께 제2채널패턴을 형성하는 단계가 포함될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 상기 제1채널패턴과 상기 제2채널패턴 중 제1채널패턴이 높이 10㎛이하이고, 너비가 3㎛이하로 형성되면, 열분해 과정을 마친 후 나노사이즈의 탄소채널주형으로 변화된다.
더불어 본 발명에 따른 상기 (c)단계의 열분해는 진공 상태 또는 불활성 가스 환경 중 어느 하나의 환경에서 800℃이상의 온도에서 열분해 된다.
본 발명에 따른 복수의 채널주형이 멀티 스케일로 형성된 마이크로플루이딕 칩 주형 제조방법은 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 마이크로 사이즈의 포토레지스트 채널패턴을 포토리소그래피를 이용하여 간단히 제조한 뒤 열분해하면, 열분해 과정 중에 발생하는 부피 감소를 통해 마이크로 사이즈 또는 나노 사이즈의 채널 주형을 고가의 장비 없이 저가로 대량생산할 수 있다.
둘째, 마이크로 사이즈의 채널과 나노 사이즈의 채널이 연결된 형태의 멀티스케일 탄소채널 주형을 제1채널패턴과 제2채널패턴에 사용되는 포토레지스트의 도포 두께와 포토마스크의 패턴 사이즈 변경만으로 간단하게 생산할 수 있다.
셋째, 마이크로 사이즈의 채널 제작을 위한 포토마스크에 다양한 패턴을 채널 패턴 내에 디자인하면 채널 내에 다양한 형태의 마이크로 구조물이 집적된 형태의 마이크로 채널을 제작할 수 있다.
넷째, 탄소채널주형에 금속 박막 또는 전열물질 박막을 증착하면 탄소채널주형의 수명을 연장할 수 있다. 또한 채널주형이 탄소로 전기적 전도체이므로 전기도금을 통하여 탄소채널주형 표면에만 선택적으로 금속 박막을 코팅할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 복수의 채널주형이 멀티스케일로 형성된 마이크로플루이딕 칩 주형 제조방법의 실시 예를 보인 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 (a)단계의 실시를 보다 상세하게 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 (b)단계의 실시를 보다 상세하게 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 복수의 채널주형이 멀티스케일로 형성된 마이크로플루이딕 칩 주형 제조과정을 간략하게 보인 예시도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 복수의 채널주형이 멀티스케일로 형성된 마이크로플루이딕 칩 주형 제조과정 및 멀티스케일 마이크로플루이딕 칩을 보다 상세하게 보인 예시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 균등한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 복수의 채널주형이 멀티스케일로 형성된 마이크로플루이딕 칩 주형 제조방법의 실시 예를 보인 블록도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 (a)단계의 실시를 보다 상세하게 나타낸 블록도이며, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 (b)단계의 실시를 보다 상세하게 나타낸 블록도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 복수의 채널주형이 멀티스케일로 형성된 마이크로플루이딕 칩 주형 제조과정을 간략하게 보인 예시도이며, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 복수의 채널주형이 멀티스케일로 형성된 마이크로플루이딕 칩 주형 제조과정 및 멀티스케일 마이크로플루이딕 칩을 보다 상세하게 보인 예시도이다.
본 발명은 노광된 포토레지스트 패턴을 열분해 시켜 마이크로(micro) 사이즈의 탄소채널패턴 및 탄소구조물과, 나노(nano) 사이즈의 탄소채널패턴 및 탄소구조물이 함께 주형으로 집적되어, 마이크로(micro) 사이즈의 채널 및 구조물과, 나노(nano) 사이즈의 채널 및 구조물이 함께 구비되는 마이크로플루이딕 칩을 제조할 수 있는 복수의 채널주형이 멀티스케일로 형성된 마이크로플루이딕 칩 주형 제조방법에 관한 것으로, 도면을 참조하여 보가 상세하게 살펴보면 다음과 같다.
(a)단계(S100)로,
도 1 및 도 4와 도 5를 참조하면 기판(10)의 상면에 포토레지스트(P)로 제1채널패턴(20)을 형성한다.
이때 상기 기판(10)의 상면에 제1채널패턴(20)을 형성하는 상기 (a)단계(S100)를 세분화한 실시 예를 도 2 및 도 4와 도 5를 참조하여 보다 상세하게 살펴보면 다음과 같다.
먼저 (a-1)단계(S110)로,
실리콘웨이퍼로 된 기판(10) 상면에 포토레지스트(P)를 1차 도포한다.
이때 상기 포토레지스트(P)는 고른 도포를 위해 스핀 코팅방식으로 도포되는 바람직하고, 상기 포토레지스트(P)로 SU-8을 사용한다.
본 발명의 실시 예에서는 상기 포토레지스트(P)를 SU-8로 한정하여 기술하나, 이에 한정하지 않고 네가티브(negative)형의 또는 포지티브(positive)형의 포토레지스트 중 어느 하나를 사용하여도 무방하다. 포지티브(positive)형의 포토레지스트를 사용할 경우 포토마스크의 패턴이 네가티브형의 포토레지스트용 포토마스크 패턴의 역상이 된다.
그리고 (a-2)단계(S120)로,
상기 (a-1)단계(S110)에 의해 상기 포토레지스트(P)가 도포된 상기 기판(10)의 상부에 해당 제1채널영역이 타공된 제1포토마스크(M1)를 위치한 후 자외선으로 1차 노광한다.
상기 1차 노광이 완료되면, 상기 기판(10)의 상부에는 제1포토마스크(M1)의 타공에 의해 해당 제1채널영역 모양으로 포토레지스트(P)가 경화된다. 이 때 경화된 포토레지스트의 높이는 수십㎚~수㎛ 이고, 너비는 1㎛~수㎝ 가 될 수 있다.
그리고 (a-3)단계(S130)로,
상기 (a-2)단계(S120)에 의해 노광된 부분을 제외한 나머지 부분을 현상하여 상기 포토레지스트(P)를 제거함으로써, 상기 기판(10)의 높이는 수십㎚~수백㎛이하이고, 너비는 1㎛~수㎝로 한정된 형태의 제1채널패턴(20)을 형성한다.
상기한 포토레지스트(P) 현상 과정은 포토레지스트(P)를 제거하기 위해 통상으로 널리 사용되는 것으로 상세한 설명은 생략한다.
상기한 (a)단계(S100)에 의해 기판(10)의 상면에 제1채널패턴(20)이 형성되면, 다음 단계로 (b)단계(S200)는,
상기 (a)단계(S100)에 의해 상기 제1채널패턴(20)이 형성된 기판(10)의 상면에 상기 제1채널패턴(20)보다 높이 또는 너비의 크기가 큰 제2채널패턴(30)을 형성한다.
이때 상기 제2채널패턴(30)은 서로 이격된 한쌍의 채널패턴구조물(301)로 형성되고, 상기 기판(10)의 상면에 제1채널패턴(20)을 연결한 형태로 형성될 수 있다.
그리고 상기 채널패턴구조물(301)의 내부에는 다수의 채널패턴공(302)이 형성될 수 있다.
상기 (b)단계(S200)를 세분화한 실시 예를 도 3 내지 도 5를 참조하여 보다 상세하게 살펴보면 다음과 같다.
먼저 (b-1)단계(S210)로,
상기 (a)단계(S100)에 의해 상면에 제1채널패턴(20)이 형성된 상기 기판(10) 상면에 포토레지스트(P)를 2차 도포한다.
이때에도 상기 포토레지스트(P)는 고른 도포를 위해 이때에도 역시 스핀 코팅방식으로 도포되는 바람직하고, 상기 포토레지스트(P)로 SU-8을 사용한다.
본 발명의 실시 예에서는 상기 포토레지스트(P)를 SU-8로 한정하여 기술하나, 이에 한정하지 않고 네가티브(negative)형 또는 포지티브(positive)형의 포토레지스트 중 어느 하나를 사용하여도 무방하다. 포지티브(positive)형의 포토레지스트를 사용할 경우 포토마스크의 패턴이 네가티브형의 포토레지스트용 포토마스크 패턴의 역상이 된다. 또한 제1채널패턴과 제2채널패턴에 사용되는 포토레지스트의 종류가 상이할 수 있다.
그리고 (b-2)단계(S220)로,
상기 (b-1)단계(S210)에 의해 상기 포토레지스트(P)가 도포된 상기 기판(10)의 상부에 해당 제2채널영역이 타공된 제2포토마스크(M2)(상기 제2포토마스크에는 해당 제2채널패턴구조물(301)과 제2채널패턴공(302)에 대응하는 타공이 형성되어 있음.)를 위치한 후 자외선으로 2차 노광한다.
이때 노광된 자외선 광에너지는 상기 포토레지스트(P)가 포토레지스트 최상부부터 기판(10) 바로 위까지 경화될 수 있도록 충분한 자외선을 조사해 주어야 한다.
상기 2차 노광이 완료되면, 상기 기판(10)의 상부에는 제2포토마스크(M2)의 타공(제2채널패턴구조물(301)과 제2채널패턴공(302)에 대응하는 타공.)에 의해 서로 이격된 한쌍의 제2채널패턴(30)(제2채널패턴공(302)을 포함하는 제2채널패턴구조물(301))이 제1채널패턴(20)에 의해 연결된 모양으로 포토레지스트(P)가 경화된다.
그리고 (b-3)단계(S230)로,
상기 (b-2)단계(S220)에 의해 노광된 부분을 제외한 나머지 부분을 현상하여 상기 포토레지스트(P)를 제거함으로써, 상기 기판(10)의 상부에 이미 형성된 제1채널패턴(20)과 함께 제2채널패턴(30)(제2채널패턴공(302)을 포함하는 제2채널패턴구조물(301))이 형성된다.
상기 (a-3)단계(S130)을 생략하고 상기(b-3)단계(s230)에서 1차 및 2차 노광된 부분을 제외한 부분의 포토레지스트를 제거할 수 있다.
이때 본 발명에서는 상기 (a)단계(S100)에 의해 형성되는 제1채널패턴(20)을 높이 수십nm~수백㎛ 이고, 너비는 1㎛~수cm로 형성된다고 기술하나, 상기 (b)단계(S200)에 의해 형성되는 상기 제2채널패턴(30)을 높이 수십nm~수백㎛ 이고, 너비는 1㎛~수cm로 형성되도록 할 수도 있다.
이때 제2채널패턴(30)의 높이는 제1채널패턴(20) 보다 높게 형성되는 것이 바람직하다.
그리고 채널패턴의 형태나 모양 및 갯수도 사용자 또는 제조자의 의향에 따라 다양하게 변경할 수 있다.
이때 제2채널패턴(20)에 다양한 형태의 구멍이 생기도록 포토마스크를 디자인하면 최종 마이크로플루이딕 칩의 마이크로 채널 내부에 구멍과 같은 형태의 기둥구조물을 형성할 수 있다.
상기한 (b)단계(S200)에 의해 기판(10)의 상면에 서로 이격되고, 상기 제1채널패턴(20)에 의해 연결되는 한쌍의 제2채널패턴(30)(제2채널패턴공(302)을 포함하는 제2채널패턴구조물(301))이 형성되면, 다음 단계로 (c)단계(S300)는,
상기 (a)단계(S100)와 (b)단계(S200)에 의해 상기 기판(10)의 상면에 형성된 제1채널패턴(20)과 제2채널패턴(30)(제2채널패턴공(302)을 포함하는 제2채널패턴구조물(301))을 열분해 하여, 제1탄소채널주형(21)과 제2탄소채널주형(31)(제2탄소채널공(312)을 포함하는 제2탄소채널구조물(311))으로 변환시켜 마이크로플루이딕 칩의 주형을 완성한다.
이때 상기 (c)단계(S300)의 열분해는 진공 상태 또는 불활성 가스 환경 중 어느 하나의 환경에서 800℃이상의 온도에서 열분해를 실시하는 것이 바람직하고, 상기한 조건하에 열분해가 이루어지면 채널패턴의 크기에 따라 채널패턴의 높이와 너비가 10~90 % (예: 높이 1㎛가 100nm로 감소, 너비 1㎛가 300 nm로 감소)감소된다.
따라서 상기한 열분해의 과정에 의해 상기 제1채널패턴(20)과 제2채널패턴(30) 중 제2채널패턴은 마이크로 사이즈를 유지하고, 제1채널패턴은 나노 사이즈의 탄소채널주형으로 변환되어, 하나의 기판에 마이크로(micro) 사이즈의 탄소채널패턴과, 나노(nano) 사이즈의 탄소채널패턴이 함께 주형으로 집적될 수 있는 것이다.
상술한 바와 같이 도 5를 참조하여 본 발명의 실시 에에 따라 제조된 마이크로플루이딕 칩의 주형에 PDMS(Polydimethylsiloxane)의 액화 전구체를 붓고, 소정의 시간을 소비하여 상기 액화 전구체가 고체가 되도록 경화시키면, 상기 주형의 마이크로 사이즈의 탄소채널주형과 나노 사이즈의 탄소채널주형에 대응하는 마이크로 사이즈의 채널과 나노 사이즈의 채널이 조형된 마이크로플루이딕 칩이 조형된다.
그리고 상기 마이크로플루이딕 칩 주형에서 PDMS 조형물을 분리하여 PDMS 조형물을 평면의 기판 일측에 접합하는 것으로, 플루이딕 칩을 완성하게 된다.
본 발명의 실시 예에서는본 발명의 실시 예에서는 상기 액화 전구체를 PDMS로 한정하여 기술하나, 이에 한정하지 않고 액상으로 마이크로플루이딕 칩 상에 도포된 후 추가적인 공정을 통하여 경화될 수 있는 물질(예: PMMA(poly methy methacrylate), Polyimide, 포토레지스트 등) 중 어느 하나를 사용하여도 무방하다. 상기 액화 전구체를 PDMS로 한정하여 기술하나, 이에 한정하지 않고 액상으로 마이크로플루이딕 칩 상에 도포된 후 추가적인 공정을 통하여 경화될 수 있는 물질(예: PMMA(poly methy methacrylate), Polyimide, 포토레지스트 등) 중 어느 하나를 사용하여도 무방하다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
M1: 제1포토마스크 M2: 제2포토마스크 P: 포토레지스트
10: 기판 20: 제1채널패턴 21: 제1탄소채널주형
30: 제2채널패턴 31: 제2탄소채널주형

Claims (6)

  1. (a)기판의 상면에 제1채널패턴을 형성하는 단계;
    (b)상기 (a)단계에 의해 상기 제1채널패턴이 형성된 기판의 상면에 상기 제1채널패턴과 크기가 상이한 제2채널패턴을 형성하는 단계;
    (c)상기 (a)단계와 (b)단계에 의해 상기 기판의 상면에 형성된 제1채널패턴과 제2채널패턴을 열분해 하여, 제1탄소채널주형과 제2탄소채널주형으로 변환시켜 마이크로플루이딕 주형을 완성하는 단계;가 포함되는 복수의 채널주형이 멀티스케일로 형성된 마이크로플루이딕 칩 주형 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 (a)단계는
    (a-1)기판 상면에 포토레지스트를 1차 도포하는 단계;
    (a-2)상기 (a-1)단계에 의해 상기 포토레지스트가 도포된 상기 기판의 상부에 해당 제1채널영역이 타공된 제1포토마스크를 위치한 후 자외선으로 1차 노광하는 단계;
    (a-3)상기 (a-2)단계에 의해 노광된 부분을 제외한 나머지 부분을 현상하여 상기 포토레지스트를 제거함으로써, 상기 기판의 상부에 제1채널패턴을 형성하는 단계;가 포함되는 복수의 채널주형이 멀티스케일로 형성된 마이크로플루이딕 칩 주형 제조방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 (b)단계는
    (b-1)상기 (a)단계에 의해 상면에 제1채널패턴이 형성된 상기 기판 상면에 포토레지스트를 2차 도포하는 단계;
    (b-2)상기 (b-1)단계에 의해 상기 포토레지스트가 도포된 상기 기판의 상부에 해당 제2채널영역이 타공된 제2포토마스크를 위치한 후 자외선으로 2차 노광하는 단계;
    (b-3)상기 (b-2)단계에 의해 노광된 부분을 제외한 나머지 부분을 현상하여 상기 포토레지스트를 제거함으로써, 상기 기판의 상부에 이미 형성된 제1채널패턴과 함께 제2채널패턴을 형성하는 단계;가 포함되는 복수의 채널주형이 멀티스케일로 형성된 마이크로플루이딕 칩 주형 제조방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1채널패턴과 상기 제2채널패턴은 높이 수십nm~수백㎛ 이고, 너비는 1㎛~수cm로 형성되며 제1채널패턴의 크기(높이 또는 너비)가 제2채널패턴의 크기(높이 또는 너비)보다 작아 열분해 과정을 마친 후 멀티스케일의 채널이 형성되며, 이때 제1채널 패턴의 높이 10㎛이하이고, 너비가 3㎛ 이하일 경우 제1채널 패턴이 나노사이즈의 제1탄소채널주형으로 변화되는 복수의 채널주형이 멀티스케일로 형성된 마이크로플루이딕 칩 주형 제조방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2채널패턴 제작 과정에서, 최종 마이크로플루이딕 칩 상에 다양한 형태의 마이크로 기둥 구조물이 집적된 형태의 마이크로 채널이 집적할 수 있는 다양한 형태의 구멍을 포함한 마이크로채널패턴 제조방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 (c)단계의 열분해는 진공 상태 또는 불활성 가스 환경 중 어느 하나의 환경에서 800℃이상의 온도에서 열분해 되는 복수의 채널주형이 멀티스케일로 형성된 마이크로플루이딕 칩 주형 제조방법.
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