KR101446167B1 - 미세 구조의 제작 방법 및 미세 구조를 갖는 기판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일정한 방향에 따라 정밀하게 연장되도록 하여 선형요소로부터 생성되는 미세구조를 기판상에 제작하기 위한 방법 및 상기 미세구조를 갖는 기판을 제공하는 것에 있다. 또한 일정한 방향에 따라 정밀하게 연장되는 철조구조를 포함한 미세구조를 기판표면에 제작하기 위한 방법 및 상기 미세구조를 갖춘 기판을 제공한다. 본 발명에 따라 제작되는 미세구조는 넓은 면적에 대하여 기판상에 규칙적이며 재현성 있게 얻는 것이 용이하다는 효과가 있다.

Description

미세 구조의 제작 방법 및 미세 구조를 갖는 기판 {Method of manufacturing microstructure and substrate provided with the microstructure}

본 발명은, 원자 계단, 특히 서로 평행한 직선형의 원자 계단을 표면에 갖는 기판상에 원자 계단을 따라서 연장되도록 하여 선형요소로부터 생성되는 미세 구조를 제작하는 방법 및 상기 미세 구조를 갖는 기판에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 철조부분을 포함한 미세 구조를 기판 표면에 제작하는 방법 및 상기 미세 구조를 가진 기판에 관한 것이다.

종래의 랑뮤어-브로제트법(약칭 LB 법) 등의 방법을 사용하여 폴리펩티드 같은 미세 물질을 기판에 일정하게 배열시켜 기판상에 정렬된 미세 구조를 제작하는 기술은 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조). 기판 위에 제작된 정렬 미세 구조를 예로 들면 주형으로서 이를 이용해 물리적으로 안정적인 소재, 구체적으로는 기판에 음각(negative copy)하는 것으로서, 여러 산업용도에 대해 적용 가능한 재료를 제공하므로 산업상의 이용성이 높다.

하지만 종래의 미세정렬구조를 제작하는 기술의 경우, 미세물질이 기판상에 규칙적으로 배열되는 영역이라고 하는 것은 기판상의 지극히 일부에 한정되는 경우가 많다. 다시 말해, 종래 기술에서는 넓은 면적에 대하여 미세정렬구조의 높은 재현성을 얻는 것이 용이하지 않았다. 따라서 기판상에 제작된 미세정렬구조를 예로 들면 기판에 음각(negative copy)하여 얻을 수 있는 미세정렬구조에서도, 또한 넒은 면적에 대하여 재현성을 얻는 것도 용이하지 않다.

특허 문헌 1 : 특개 2005-203433호 공보

본 발명의 목적은 일정한 방향에 따라 정밀하게 연장되도록 하여 선형요소로부터 생성되는 미세구조를 기판상에 제작하기 위한 방법 및 상기 미세구조를 갖는 기판을 제공하는 것에 있다. 또한 본 발명의 다른 목적은 일정한 방향에 따라 정밀하게 연장되는 철조(凸)구조를 포함한 미세구조를 기판 표면에 제작하기 위한 방법 및 상기 미세구조를 갖춘 기판을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제 1면에서는 기판상에 미세 구조를 제작하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 원자 계단을 표면에 가지는 기판을 준비하는 단계(단계 1); 및 기판상에 선형요소를 제공하는 방법으로 기판표면의 원자 계단을 따라 연장되도록 하여 선형요소가 배향하도록 함으로써 원자 계단을 따라 연장되는 선형요소로부터 생성되는 미세구조가 기판상에 형성되는 단계를 포함한다.

본 발명의 제 2면에는 원자 계단을 표면에 가지며, 원자 계단을 따라 연장되도록 하는 선형요소로부터 생성되는 미세구조가 형성된 기판을 제공한다. 본 발명의 제 3면에서는, 기판 표면에 미세구조를 제작하는 방법이 제공된다.

상기 방법은 표면에 원자 계단을 가지는 기판을 준비하는 단계 (단계 1);

기판 상에 선형요소를 제공하여, 각 선형요소가 기판 표면의 원자 계단을 따라 연장되도록 하여 기판 상에 배열하도록 하는 단계 (단계 2);

선형요소가 배열된 기판에 이온 조사를 수행하여 기판 표면에 격자결함층을 형성하되, 이온 조사를 통하여 형성되는 격자결함층의 두께는 선형요소에 의하여 마스크된 기판 표면의 제 1부분이 선형요소에 의하여 마스크되지 않은 기판의 제 2부분 보다 작도록 하는 단계(단계 3); 및

이온 조사를 통하여 기판 표면에 형성된 격자결함층을 제거하기 위하여 이온조사 이후에 기판 표면을 연마하되, 기판 표면의 제 1부분 및 제 2부분 사이의 격자결함층 두께의 차이에 의하여 제 1부분에 해당하는 철조(凸)부분과 제 2부분에 해당하는 요조(凹)부분으로 이루어진 미세구조가 연마 이후 기판 표면에 형성되도록 하는 단계(단계 4)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 표면에 미세구조를 제작하는 방법을 제공한다.

또한, 기판 표면에 적어도 1μm 사방의 영역 전체에 걸쳐 반복되는 폭 2~20nm의 철조부분을 갖는 기판을 제공한다.

본 발명에 따라 제작되는 미세구조는 넓은 면적에 대하여 기판상에 규칙적이며, 재현성 있게 얻는 것이 용이하다는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시 형태에 있어서 단위 요소의 이상적인 예로서의 펩티드 분자 모식도이고,
도 2는 펩티드 분자가 역평행 β 시트 구조를 형성함으로써 얻을 수 있는 펩티드 섬유의 모식도이고,
도 3A는 초평탄화된 탄화규소 기판의 Si-면의 AFM 사진이고,
도 3B는 초평탄화된 탄화규소 기판의 C-면의 AFM 사진이고,
도 4는 상기 도 2의 펩티드 섬유로부터 생성되는 미세구조를 C면에 비교한 탄화규소 기판의 모식도이고,
도 5는 도 4의 탄화규소 기판을 C면 측에서 관찰하여 촬영한 AFM 사진이고,
도 6은 탄화규소 기판에 이온 조사하는 모습을 모식적으로 나타내는 단면도이고,
도 7은 도 4의 탄화규소 기판에 이온 조사를 실시하여, C면 격자 결함 층을 연마에 의해 제거한 후의 탄화규소 기판을 모식적으로 나타내는 단면도이고,
도 8은 도 7 탄화규소 기판의 연마 후의 C면의 AFM 사진이다.

이하, 본 발명의 일실시 형태를 설명한다.

본실시 형태에서는 서로 결합하여 선상에 성장 가능한 단위 요소가 기판에 주어진다. 여기에 사용되는 단위 요소의 전형적인 예로는 β시트 구조를 형성할 수 있는 펩티드 분자들이 될 수 있다. 소요되는 펩티드 분자는 β시트 구조를 얻을 수 있다면, 아미노산 배열의 내용, 아미노산 잔기 개수, 아미노산 측쇄의 종류 등에 의해 한정되지 않는다. β-시트 구조에서는 인접한 펩티드 분자끼리는 한 방향의 펩티드 분자의 주사슬인 N-H기의 수소 원자와 다른 방향의 펩티드 분자의 주사슬인 C=O기의 산소 원자가 서로 수소 결합을 통해 서로 평행으로 또는 역평행으로 결합된다.

특별히 한정하는 것을 의도한 것은 아니만, 도 1에서 부호 10a로 나타내는 펩티드 분자는 본 실시 형태에 있어서 매우 적합하게 사용되는 펩티드 분자이다. 펩티드 분자 10a는 도 1에 나타낸 바와 같이, 화학식 : CH₃CO-(Arg-Phe-Asp-Phe)₄-CONH₂로 표현된다. 펩티드 분자 10a의 주사슬은 친수성 아미노산(아르기닌과 아스파라긴산)과 소수성 아미노산(페닐알라닌)이 교대로 나타난다. 이러한 아미노산 배열을 가지는 펩티드 분자는 β시트 구조를 우선적으로 형성하기 위해 펩티드 분자 10a만으로 한정하지 않으며, 본 실시 형태에 있어서 매우 이상적으로 사용된다. 도 1의 펩티드 분자 10a는 길이가 약 5.5 nm, 두께가 1 nm 이하이다.

도 1의 펩티드 분자 10a가 β 시트 구조를 형성함으로써 얻을 수 있는 펩티드 섬유 10을 도 2에 나타내었다. 도 2(a)에 나타낸 바와 같이, 펩티드 섬유 10이 인접한 펩티드 분자 10a끼리는 서로 역평행이다. 펩티드 섬유 10은 극성기인 아미노기를 C 말단에 있는 펩티드 분자가 역평행으로 배열된 구성이므로, 똑같은 극성을 가지고 있다.

본 실시 형태로 사용되는 기판은 원자 계단을 표면에 가지고 있다. 소요되는 기판은 서로 평행한 직선형의 원자 계단을 표면에 가지고 있는 것이 바람직하다. 표면에 원자 계단을 가지는 기판을 이용하는 것은 β 시트 구조를 형성하는 펩티드 분자, 즉 선형요소로서의 섬유를 기판상의 특정 방향에 따라 정확도가 높게 연장되도록 배향시키는데 있어서 빼놓을 수 없다. 적어도 하나의 이유는 기판 표면의 원자 계단 끝에 높은 당링본드 밀도를 갖기 때문이라 생각할 수 있다.

본 발명의 일실시 형태에 사용되는 기판의 전형 예로서는 초평탄화된 탄화규소, 초평탄화된 사파이어 기판, 초평탄화된 산화아연 기판을 들 수 있다. 상기 기판의 표면에는 수십~백 nm의 간격으로 서로 평행한 직선상에 원자 계단이 존재하는 것이 관찰된다. 기판 표면에 원자 계단을 얻을 수 있도록 기판을 초평탄화하는 전형적인 방법으로는 연마를 들 수 있다. 한 예로, 콜로이드 실리카를 이용하여 탄화규소 기판의 표면을 연마함으로써 본 실시예 형태에 있어서 매우 적합하게 이용되는 기판을 얻을 수 있다. 일례로써, 본 실시예 콜로이드 실리카 슬러리를 이용한 회전 버프 연마에 의해 초평탄화된 탄화규소 기판의 Si면과 C면의 원자 현미경(AFM) 사진을 각각 도 3A와 도 3B에 나타내었다. 탄화규소 기판의 Si면과 C면이 각각 서로 평행한 직선형의 원자 계단을 가지는 것을 상기 도 3으로부터 확인할 수 있다. 한편, 도 3A와 도 3B에 나타내는 예에서는 평균 입자 직경이 0.1 μm인 콜로이드 실리카를 30 질량% 함유하고 나머지는 물로 이루어지는 콜로이드 실리카 슬러리를 pH 8로 조정하여 사용하고 있다.

펩티드 분자를 기판상에 제공하는 전형적인 방법으로서는, 랑뮤어·브로제트법(생략하여 LB법)을 들 수 있다. LB법에 의해 펩티드 분자를 기판상에 제공하는 경우에는 우선, 펩티드 분자를 물 또는 유기 액체의 액면위로 전개 부유 시켜 액면에 펩티드 단분자막을 형성한다. 물 또는 유기 액체의 액면 상에서 펩티드 분자는, 분자간의 수소결합에 의해 서로 평행 또는 역평행으로 결합해 β시트 구조를 형성한다. 이후, 물 또는 유기 액체의 액면에 대하여 수직으로 기판을 통과시키는 것으로, 물 또는 유기 액체의 액면 상에 β시트 구조를 형성하고 있는 펩티드 분자, 즉 펩티드 섬유를 기판 표면으로 옮겨 취한다. 이때, 기판 표면에 있어서 원자 계단의 끝에 고밀도로 존재하는 당링본드의 작용에 의해, 일부의 펩티드 섬유는 각각 기판 표면의 원자 계단을 따라서 연장되도록 배향된다. 또한 나머지 펩티드 섬유는 각각 원자 계단을 따라서 연장된 펩티드 섬유 중 대응하는 서로 인접한 페어에 의해서 양끝으로부터 물리적 간섭을 받는 결과, 동일한 페어에 대하여 평행이 되도록 배향하게 한다. 이렇게 해서, 원자 계단을 따라서 연장되는 펩티드 섬유로부터 이루어지는 미세 구조, 더 자세히 말하면, 서로 평행으로 배열된 펩티드 섬유로부터 이루어지는 미세 구조를 기판상에 얻을 수 있다.

펩티드 섬유가 기판 표면의 원자계단에 따라서 연장되도록 해서 배향할 경우, 원자 계단 끝의 극성이 원자 계단 끝의 당링본드와 상호작용한다. 즉, 기판 표면의 원자 계단 끝에 극성이 존재하는 경우, 펩티드 섬유를 구성하고 있는 펩티드 분자의 C 말단 또는 N 말단의 극성기와 원자 계단 끝 사이에 작용하는 쿨롱힘도 기판 표면의 원자 계단을 따라서 연장되도록 펩티드 섬유를 배향시키는 기능을 한다. 이 점에 비추어보면, 펩티드 섬유는 도 2의 펩티드 섬유 10과 같은 극성이 있는 것이 바람직하다.

LB법에 대해 펩티드 분자를 전개 부유시키기 위한 액체로서 물을 이용했을 경우, 수면상에 전개 부유 시킨 펩티드 분자에서는 주쇄 중의 친수성 아미노산이 수면 측을 향하고, 소수성 아미노산이 대기 측을 향하게 한다. 이 경우, 친수성 아미노산과 소수성 아미노산이 교대로 배열된 주쇄를 가지는 도 1의 펩티드 분자 10 a는 수면상에서 펩티드 단분자막을 효율적으로 형성할 수 있다는 점에서 유리하다. 또한, 도 1의 펩티드 분자 10a를 이용해 LB법을 실시하는 경우에는 펩티드 분자 10a가 소수성 아미노산으로서 소수성이 특히 강한 페닐알라닌을 사용하고 있는 것도 유리하게 작용한다. 왜냐하면, LB법에 있어서 수면상에 펩티드 단분자막을 형성시킬 경우, 펩티드 분자가 수면상에 확실히 부유하고 있는 것, 즉 대기와 물의 계면에 확실히 존재하고 있는 것이 중요하기 때문이다. 소수성이 특히 강한 소수성 아미노산으로서는 페닐알라닌 이외에 류신(leucine)을 들 수 있다.

예를 들면, 도 1의 펩티드 분자 10a를 LB법 혹은 그 외의 방법으로 탄화규소 기판의 C면에 제공하면, 펩티드 분자 10a로부터 구성되는 펩티드 섬유 10의 일부는, 탄화규소 기판 C면의 원자 계단을 따라 연장되도록 배향된다. 상기 배향에는, C면의 원자 계단 끝에 고밀도로 존재하는 당링본드 뿐만이 아니라, C면의 가장 표면에 위치하는 마이너스로 대전된 탄소 원자, 특히 C면 원자 계단의 끝에 존재하는 마이너스로 대전된 탄소 원자와 펩티드 분자 10a의 C말단에 존재하는 극성기인 아미노기가 쿨롱힘에 의해서 끌어당기는 방법으로 기여하고 있다. 도 1의 펩티드 분자 10a를 탄화규소 기판의 C면에게 제공하였을 때 얻을 수 있는 펩티드 섬유 10으로부터 이루어지는 미세 구조가 C면 위로 제작된 탄화규소 기판의 모식 단면도를 도 4에 나타내었다. 또한, 같은 탄화규소 기판을 C면 측에서 관찰하고 촬영하여 원자 현미경 사진을 도 5에 나타내었다. 한편, 도 4의 부호 20은 탄화규소 기판을 나타낸다. 도 5는, 펩티드 섬유 10의 굵기(펩티드 분자 10a의 길이)와 거의 일치하는 폭 약 5 nm의 스트라이프가 서로 거의 평행으로 질서정연하게 배열되어 미세 구조가 탄화규소 기판상에 적어도 500 nm 사방의 영역 전체에 걸쳐 형성되고 있는 것을 나타내고 있다. 상기 미세 구조는 탄화규소 기판상의 거의 전체에 걸쳐 형성하는 것이 가능하다.

본 실시 형태에서는, 펩티드 섬유가 배향되어 있는 기판에 대하여 이온 조사를 수행한다. 기판 표면을 향해 이온을 조사하여, 이온이 주입되는 것에 의하여 격자 결함층이 기판 표면에 생긴다. 이때, 펩티드 섬유로 마스크 되고 있는 기판 표면의 부분인 마스크 부분에서는, 펩티드 섬유로 마스크 되어 있지 않은 기판 표면의 부분인 비마스크 부분에 비해, 이온 조사에 의해 생기는 격자 결함층의 두께가 작아진다. 이것은 비마스크 부분을 향해서 조사되는 이온이 직접 비마스크 부분까지 도달하는 반면, 마스크 부분을 향해서 조사되는 이온은 마스크 부분에 도달할 때까지 펩티드 섬유를 통과하여야 하며, 마스크 부분에 대한 이온 주입 속도가 비마스크 부분에 대한 이온 주입 속도보다 낮아지기 때문이다. 기판에 조사되는 이온의 전형적인 예로서는, 아르곤이온, 네온 이온, 질소 이온을 들 수 있다. 조사되는 이온의 강도나 조사 시간 등의 이온 조사 조건은 기판 및 펩티드 섬유의 종류나 격자 결함층의 원하는 두께 등에 따라서 적당하게 설정되어야 할 것이다. 도 4의 탄화규소 기판에 대해서 이온 조사가 수행되는 모습을 도 6에 나타내었다. 한편, 도 6의 부호 20a는 격자 결함층을 나타내고, 부호 30은 조사 이온을 나타낸다.

본 실시 형태에서는, 이온 조사 후의 기판 표면을 연마하는 것으로서, 기판상의 펩티드 섬유 및 기판 표면의 격자 결함층이 제거된다. 그 결과, 마스크 부분에 대응하는 철조부분과 비마스크 부분에 대응하는 요조부분으로 이루어지는 미세 구조를 연마 후의 기판 표면에 얻을 수 있다. 이온 조사 후의 기판을 연마하는 방법은, 격자 결함층이 기판의 다른 부분에 비해 우선하여 제거될 수 있는 한, 특히 한정되지 않는다. 예를 들면, 탄화규소 기판을 연마하는 경우이면, 콜로이드 실리카를 이용해 행해지는 것이 바람직하다. 도 4의 탄화규소 기판에 대해서 이온 조사를 실시하고, C면의 격자 결함층을 콜로이드 실리카 슬러리를 이용한 회전 버프 연마에 의해 제거한 후의 탄화규소 기판의 모식 단면도를 도 7에 나타내었다. 또한, 같은 탄화규소 기판의 연마 후 C면에 대하여 AFM 사진을 도 8에 나타내었다. 도 8은 펩티드 섬유 10의 굵기(펩티드 분자 10 a의 길이)에 거의 일치하는 폭 약 5 nm의 철조부분이 서로 거의 평행으로 배열된 미세 구조가 탄화규소 기판 표면상에 적어도 1 μm 사방의 영역 전체에 걸쳐 형성된 것을 나타내고 있다. 상기 미세 구조는, 탄화규소 기판 표면에 대하여 거의 전체에 걸쳐 형성하는 것이 가능하다. 한편, 도 8에 나타낸 예에서는, 평균 입자 지름 0.1 μm의 콜로이드 실리카를 30 질량% 함유하고 나머지는 물로 이루어지는 콜로이드 실리카 슬러리를 pH 8로 조정한 후 이용한다.

상기 실시 형태는 다음과 같이 변경될 수 있다. 펩티드 분자를 기판상에 제공하는 경우, 펩티드 섬유끼리 결합시키기 위하여 폴리에틸렌 글리콜, 폴리비닐피롤리돈, 젤라틴 등의 적당한 바인더를 펩티드 분자와 함께 기판상에 제공할 수 있다. 이 경우, 통상 중력장 및 기판상에서도 펩티드 섬유가 안정되어 서로 평행하게 배열시킬 수 있다. 다만, 미소 중력장에서는, 바인더를 이용하지 않아도 기판상에 펩티드 섬유가 안정되어 서로 평행하게 배열시키는 것이 가능하다.

덧붙여 바인더를 이용했을 경우일지라도, 상기 사용되는 바인더는 일반적으로 펩티드 섬유에 비해 밀도가 충분히 작기 때문에 펩티드 섬유로 마스크 되고 있는 기판 표면의 부분에서는 서로 인접한 펩티드 섬유끼리 사이에 해당하는 바인더가 위에 존재하는 기판 표면의 부분에 비해 이온 조사에 의해 생기는 격자 결함층의 두께가 작아진다. 따라서 바인더를 이용했을 경우일지라도, 상기의 실시 형태의 경우와 같은 격자 결함층이 이온 조사에 의해서 기판 표면에 형성된다.

기판상에 펩티드 분자를 제공하는 대신에, 기판상에서 배열하려고 하는 펩티드 섬유 그 자체를 기판 상에게 제공할 수 있다. 이 경우도, 폴리에틸렌 글리콜 등의 적당한 바인더를 펩티드 섬유와 함께 기판상에 제공할 수 있다.

또는 펩티드 섬유의 비선형적인 선형요소를 기판상에 배열시킬 수 있도록, 펩티드 섬유 이외의 선형요소 그 자체, 혹은 서로 결합하여 해당 선형요소에 대하여 형성 가능한 단위 요소를 기판상에 제공하도록 할 수 있다. 이 경우도, 폴리에틸렌 글리콜 등의 적당한 바인더를 동시에 기판상에 제공하도록 할 수 있다. 상기의 단위 요소로서 사용 가능한 물질로서는 단백질, 디옥시리보핵산(DNA), 바이러스, 양친성 블록 공중합체와 같은 펩티드 분자 이외의 자체 조직화를 나타내는 물질을 들 수 있다. 펩티드 분자를 사용하고 있는 상기의 실시 형태에서는, 펩티드 분자의 아미노산 잔기의 수에 따르고, 폭 3~20 nm의 스트라이프 또는 철조의 반복으로부터 이루어지는 미세 구조를 제작하는 것이 가능하다. 반면, 단백질, DNA 또는 바이러스를 이용했을 경우에는, 폭 2~10 nm의 스트라이프 또는 철조의 반복으로부터 이루어지는 미세 구조를 제작하는 것이 가능하다. 또한, 양친성 블록공중합체를 이용했을 경우에는, 폭 3~20 nm의 스트라이프 또는 철조의 반복으로부터 이루어지는 미세 구조를 제작하는 것이 가능하다.

이온 조사 후의 기판상의 펩티드 섬유는, 연마 이외 방법으로 연마에 앞서 제거할 수도 있다. 구체적인 방법으로서 알코올이나 황산 등의 시약을 이용해 태우거나, 레이저 박리(laser abrasion)하는 것을 들 수 있다.

10 : 펩티드 섬유
10a : 펩티드 분자
20 : 탄화규소 기판
20a : 격자결함층
30 : 조사이온

Claims (15)

1. 표면에 원자 계단을 가지는 기판을 준비하는 단계 (단계 1); 및
   기판 상에 선형요소를 제공하는 것에 의해 기판표면의 원자 계단을 따라 연장되도록 하여 선형요소가 배향하도록 함으로써, 원자 계단을 따라 연장되는 선형요소로부터 생성되는 미세구조가 기판 상에 형성되는 단계 (단계 2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판상의 미세 구조 형성방법.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 기판 상에 선형요소를 제공하는 단계는 서로 결합하여 선형요소를 형성할 수 있는 단위 요소를 기판 상에 제공하는 방법으로 수행되는 것을 특징으로 하는 기판상의 미세 구조 형성방법.
   
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 적어도 원자 계단 끝의 기판 표면이 극성을 갖는 것을 특징으로 하는 미세 구조 형성방법.
   
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 선형요소는 동일한 극성을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 기판상의 미세 구조 형성방법.
   
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 원자 계단은 서로 평행한 직선형의 원자 계단 중 하나인 것을 특징으로 하는 기판상의 미세 구조 형성방법.
   
6. 표면에 원자 계단이 있으며, 원자 계단을 따라 연장되는 선형요소로부터 이루어지는 미세구조를 갖는 기판.
   
7. 제 6항에 있어서, 적어도 원자 계단 끝의 기판 표면이 극성을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 미세 구조를 갖는 기판.
   
8. 제 6항 또는 제 7항에 있어서, 상기 선형요소는 동일한 극성을 갖는 것을 특징으로 하는 미세 구조를 갖는 기판.
   
9. 제 6항 또는 제 7항에 있어서, 상기 원자 계단은 서로 평행한 직선형의 원자 계단 중 하나인 것을 특징으로 하는 미세 구조를 갖는 기판.
10. 표면에 원자 계단을 가지는 기판을 준비하는 단계 (단계 1);
    기판 상에 선형요소를 제공하여, 각 선형요소가 기판 표면의 원자 계단을 따라 연장되도록 하여 기판 상에 배열하도록 하는 단계 (단계 2);
    선형요소가 배열된 기판에 이온 조사를 수행하여 기판 표면에 격자결함층을 형성하되, 이온 조사를 통하여 형성되는 격자결함층의 두께는 선형요소에 의하여 마스크된 기판 표면의 제 1부분이 선형요소에 의하여 마스크되지 않은 기판의 제 2부분 보다 작도록 하는 단계(단계 3); 및
    이온 조사를 통하여 기판 표면에 형성된 격자결함층을 제거하기 위하여 이온조사 이후에 기판 표면을 연마하되, 기판 표면의 제 1부분 및 제 2부분 사이의 격자결함층 두께의 차이에 의하여 제 1부분에 해당하는 철조(凸)부분과 제 2부분에 해당하는 요조(凹)부분으로 이루어진 미세구조가 연마 이후 기판 표면에 형성되도록 하는 단계(단계 4)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 표면에 미세구조를 제작하는 방법.
    
11. 제 10항에 있어서, 기판상에 선형요소를 제공하는 단계는 서로 결합하여 선형요소를 형성할 수 있는 단위 요소를 기판상에 제공하는 것으로 수행되는 특징으로 하는 기판 표면에 미세 구조를 제작하는 방법.
    
12. 제 10항 또는 11항에 있어서, 적어도 원자 계단의 끝에 기판 표면이 극성이 있는 것을 특징으로 하는 기판 표면에 미세 구조를 제작하는 방법.
    
13. 제 10항 또는 제 11항에 있어서, 상기 선형요소는 동일한 극성이 있는 것을 특징으로 하는 기판 표면에 미세 구조를 제작하는 방법.
    
14. 제 10항 또는 제 11항에 있어서, 상기 원자 계단은 서로 평행한 직선형의 원자 계단인 것을 특징으로 하는 기판 표면에 미세 구조를 제조하는 방법.
    
15. 기판 표면에 적어도 1 μm 사방의 영역 전체에 걸쳐 너비 2 ~ 20nm의 반복되는 철조부분을 갖는 기판.
    

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