KR101663629B1 - 가변형 임프린트용 스탬프를 이용한 비대칭형 금속 또는 금속산화물 나노구조체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 비대칭형 나노구조체의 형성방법에 관한 것으로서, 기판 또는 박막 상에 형성되며, 패턴의 형태가 변형이 가능한 가변형 임프린트용 스탬프를 이용하여 형성되는 비대칭형 금속 또는 금속산화물 나노구조체를 포함하여 이루어지며, 상기 비대칭형 금속 또는 금속산화물 나노구조체는, 기판 또는 박막 상에 임프린트층을 형성하는 제1단계와, 상기 임프린트층 상에 플렉시블한 재질의 가변형 임프린트용 스탬프를 위치시켜, 상기 가변형 임프린트용 스탬프의 패턴이 휘어짐 변형이 유발되는 압력 또는 방향으로 가변형 임프린트용 스탬프를 가압하고, 경화 공정을 수행하여 비대칭 패턴층을 형성하는 제2단계와, 상기 비대칭 패턴층의 잔류막을 제거하여 기판 또는 박막의 일부 영역을 노출시키는 제3단계와, 상기 노출된 기판 또는 박막 영역 및 비대칭 패턴층 상에 금속 또는 금속산화물을 증착하는 제4단계와, 상기 비대칭 패턴층을 제거하여 기판 또는 박막 상에 금속 또는 금속산화물 패턴을 형성하는 제5단계;를 포함하여 구성되고, 상기 제1단계의 임프린트층의 두께는, 상기 가변형 임프린트용 스탬프로 상기 임프린트층을 가압시 임프린트층이 상기 가변형 임프린트용 스탬프 패턴 사이로 충진이 완전히 되지 않도록 상기 가변형 임프린트용 스탬프 패턴의 두께보다 상대적으로 더 얇게 형성되고, 상기 제2단계는, 상기 가변형 임프린트용 스탬프의 패턴을 변형시키기 위해 1.1bar~50bar의 압력으로 가변형 임프린트용 스탬프를 가압시키고, 선택적으로, 상기 가변형 임프린트용 스탬프의 패턴을 변형시키기 위해 상기 임프린트층과 가변형 임프린트용 스탬프의 계면에 평행한 방향으로 가변형 임프린트용 스탬프를 가압시키는 것에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 가변형 임프린트용 스탬프를 이용한 비대칭형 금속 또는 금속산화물 나노구조체를 기술적 요지로 한다. 이에 의해 간단한 공정에 의해 대면적의 비대칭형 금속 또는 금속산화물 나노구조체를 얻을 수 있으며, 상기 가변형 임프린트용 스탬프의 압력 또는 방향에 따라 패턴의 비대칭성 정도를 조절할 수 있어 다양한 분야에 활용할 수 있는 이점이 있다.

Description

가변형 임프린트용 스탬프를 이용한 비대칭형 금속 또는 금속산화물 나노구조체{metal or metal oxide asymmetric nanostructures using variable shaped imprint stamp}
본 발명은 비대칭형 나노구조체에 관한 것으로서, 특히 패턴의 형태가 압력에 따라 변형이 가능한 가변형 임프린트용 스탬프를 이용하여 비대칭 패턴층을 형성함으로써, 비대칭형 금속 또는 금속산화물 나노구조체를 제공하는 것이다.
최근 전자소자의 고집적화, 소형화 추세에 따라 나노구조체 및 그 제조방법에 대한 연구가 매우 활발히 진행되고 있다. 일반적으로 나노구조체는 수 ㎚ 크기의 입자로 이루어져 광학적, 자기적, 전기적 성질을 가지며, 입자의 크기에 따라 상이한 성질을 나타낸다.
여기에서 나노구조체라 함은 금속 또는 비금속, 반도체, 자성체 등 그 종류를 불문하며, 목적 및 용도에 따라 다양한 재료로 형성된다.
특히, 본 발명에서는 금속 나노구조체 또는 금속산화물 나노구조체에 관심이 있으며, 금속산화물 나노구조체는 절연체 또는 유전체, 자성체로서 다양한 전자 소자에 이용되고 있다. 이러한 나노구조체를 전자 소자로 사용하기 위해서는 패턴이 필수적이며, 일반적으로 나노구조체의 패턴은 박막의 증착, 패터닝 및 식각 공정에 의해 형성된다.
이에 의해 본 출원인은 나노구조체를 얻기 위해서 다양한 시도를 해왔으며, 대한민국특허청 출원번호 10-2008-0098598호(금속나노구조체의 형성방법 및 상기 방법에 의하여 형성된 금속나노구조체), 출원번호 10-2011-0073391호(임프린트 리소그래피와 리프트 오프 공정을 이용한 3차원 구조의 정렬된 나노구조체 및 그 제조방법), 출원번호 10-2011-0117471호(임프린트 리소그래피와 리프트 오프 공정을 이용한 굴절률이 조절된 다층나노 구조체 제조방법), 출원번호 10-2011-0135977호(임프린트 리소그래피를 이용한 3차원 나노구조체 제조방법 및 이에 의해 제조된 3차원 나노구조체), 출원번호 10-2012-0152813호(정렬된 금속산화물 나노구조체 형성 방법)를 출원한 바 있다.
그러나, 상기 종래기술은 나노구조체가 특정 방향으로 정렬된 상태로는 제공될 수 있지만, 패턴의 형태가 대칭을 이루어 패턴의 비대칭성에 기인한 비등방성의 성질을 이용한 분야에의 활용은 그 한계가 있었다.
특히, 이러한 나노구조체 패턴의 비대칭성에 기인한 비등방성을 이용하면, 자기장의 세기에 따른 전기저항 변화 특성으로부터 자기장 변화의 미세 검출이 가능하여, 초소형의 저전력형 고감도 자기장 센서, 바이오 센서, 가스 센서, 방향 센서 등에 이용될 수 있다.
이를 위해 나노구조체 패턴을 비대칭성으로 형성하는 것에 대한 연구의 필요성이 있으며, Highly Sensitive Biosensing Using Arrays of Plasmonic Au Nanorodisks Realized by Nanoimprint Lithography(VOL.5, NO.2, 897-904, 2011, ACS Nano), Large Area Asymmetric Ferromagnetic nanoring Arrays Fabricated by Capillary Force Lithography(Electronic Material Letters, Vol. 8, No. 1(2012), pp. 71-74) 등이 있다.
첫 번째 기술은 기판 상에 레진을 형성하고, 나노임프린트 리소그래피에 의해 패턴을 형성한 후, 경사 전자빔 증착법(Tilted e-beam evaporation)에 의해 금속 잔류층(Residual layer)을 형성하고, 그 후 플라즈마에 의한 식각 및 전자빔 증착법에 의해 금속을 증착하여 타원형의 금속 나노구조체를 형성하는 것이다.
두 번째 기술은 모세관력 리소그래피(Capillary Force Lithography)에 의한 것으로서, 기판 상에 자기필름을 형성하고, 농도가 옅은(diluted) 고분자층을 형성한 후, 스탬프를 상기 고분자층 상에 위치시키면 모세관력에 의해 비대칭형의 패턴이 형성되고, 그 후 이온 밀링 공정을 수행하면 비대칭형의 나노구조체를 얻게 되는 것이다.
그러나, 종래의 이러한 기술들은 공정 중에 바로 비대칭형 패턴 자체를 형성하게 되어, 패턴의 형태가 불균일하여 재현성이 떨어지며, 임프린팅 공정 외에 전자빔 증착법과 모세관력 리소그래피를 이용하고, 리프트 오프(lift off) 공정을 수행하는 등, 공정이 복잡하고 비용이 많이 드는 단점이 있다.
또한, 대면적의 구현이 어려우며, 패턴의 비대칭성 정도의 제어가 용이하지 않아 그 활용도가 떨어지는 단점이 있다.
상기 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 패턴의 형태가 압력에 따라 변형이 가능한 가변형 임프린트용 스탬프를 이용하여 비대칭 패턴층을 형성함으로써, 비대칭형 금속 또는 금속산화물 나노구조체를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 기판 또는 박막 상에 형성되며, 패턴의 형태가 변형이 가능한 가변형 임프린트용 스탬프를 이용하여 형성되는 비대칭형 금속 또는 금속산화물 나노구조체를 포함하여 이루어지며, 상기 비대칭형 금속 또는 금속산화물 나노구조체는, 기판 또는 박막 상에 임프린트층을 형성하는 제1단계와, 상기 임프린트층 상에 플렉시블한 재질의 가변형 임프린트용 스탬프를 위치시켜, 상기 가변형 임프린트용 스탬프의 패턴이 휘어짐 변형이 유발되는 압력 또는 방향으로 가변형 임프린트용 스탬프를 가압하고, 경화 공정을 수행하여 비대칭 패턴층을 형성하는 제2단계와, 상기 비대칭 패턴층의 잔류막을 제거하여 기판 또는 박막의 일부 영역을 노출시키는 제3단계와, 상기 노출된 기판 또는 박막 영역 및 비대칭 패턴층 상에 금속 또는 금속산화물을 증착하는 제4단계와, 상기 비대칭 패턴층을 제거하여 기판 또는 박막 상에 금속 또는 금속산화물 패턴을 형성하는 제5단계;를 포함하여 구성되고, 상기 제1단계의 임프린트층의 두께는, 상기 가변형 임프린트용 스탬프로 상기 임프린트층을 가압시 임프린트층이 상기 가변형 임프린트용 스탬프 패턴 사이로 충진이 완전히 되지 않도록 상기 가변형 임프린트용 스탬프 패턴의 두께보다 상대적으로 더 얇게 형성되고, 상기 제2단계는, 상기 가변형 임프린트용 스탬프의 패턴을 변형시키기 위해 1.1bar~50bar의 압력으로 가변형 임프린트용 스탬프를 가압시키고, 선택적으로, 상기 가변형 임프린트용 스탬프의 패턴을 변형시키기 위해 상기 임프린트층과 가변형 임프린트용 스탬프의 계면에 평행한 방향으로 가변형 임프린트용 스탬프를 가압시키는 것에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 가변형 임프린트용 스탬프를 이용한 비대칭형 금속 또는 금속산화물 나노구조체를 기술적 요지로 한다.
또한, 상기 기판은, 실리콘(Si), 갈륨비소(GaAs), 갈륨인(GaP), 갈륨비소인(GaAsP), SiC, GaN, ZnO, MgO, 사파이어, 석영, 유리 중 어느 하나의 무기물 기판 또는 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리에틸렌나프탈레이트(Polyethylene naphthalate, PEN), 폴리노르보넨(Polynorbornene), 폴리아크릴레이드(polyacrylate), 폴리비닐알콜(Polyvinyl alcohol), 폴리이미드(polyimide), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 폴리에테르설폰(Polyethersulfone, PES) 중 어느 하나의 폴리머 기판을 사용한다.
또한, 상기 제1단계의 임프린트층은, 임프린트 레진 또는 감광성 금속-유기물 전구체로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 기판 또는 박막 상에 고분자층을 먼저 형성하고, 상기 임프린트층을 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 고분자층은, 50nm ~ 3000nm 두께로 형성되며, PVC(Polyvinyl Chloride), Neoprene, PVA(Polyvinyl Alcohol), PMMA(Poly Methyl Meta Acrylate), PBMA(Poly Benzyl Meta Acrylate), PolyStylene, SOG(Spin On Glass), PDMS(Polydimethylsiloxane), PVFM(Poly Vinyl formal), Parylene, Polyester, Epoxy, Polyether, Polyimide 및 LOR (Lift-off resist) 중 어느 하나로 이루어진 것이 바람직하다.
또한, 상기 제2단계의 가변형 임프린트용 스탬프는, PDMS(Polydimethylsiloxane), PUA(Polyurethane acrylate), ETFE(Ethylene Tetrafluoroethylene), PFA(Perfluoroalkyl acrylate), PFPE(Perfluoropolyether) 및 PTFE(Polytetrafluoroethylene) 중 어느 하나로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제2단계의 경화 공정은, 자외선에 의한 광경화에 의해 수행되며, 상기 임프린트층에 자외선을 1초 내지 5시간 조사하거나, 열에 의한 열경화에 의해 수행되며, 상기 임프린트층에 30℃ 내지 300℃에서 1초 내지 5시간 동안 열을 가하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제3단계의 잔류막 제거는, BCl3, SiCl4, Cl2, HBr, SF6, CF4, C4F8, CH4, CHF3, NF3, CFCs(chlorofluorocarbons), H2 및 O2 로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 어느 하나 이상의 가스를 사용한 건식 식각에 의해 이루어지며, 상기 가스에 N2, Ar 및 He 중에서 선택되는 적어도 하나의 불활성 가스를 더 포함시켜 사용하는 것이 바람직하다.
여기에서, 상기 제4단계의 금속 또는 금속산화물의 증착은, 전자빔 증착기에 의하며, 상기 금속 또는 금속산화물은 10nm~1000nm 두께로 증착되는 것이 바람직하며, 상기 금속 또는 금속산화물은, 필요에 의해 이종(異種)의 금속 또는 금속산화물을 순차적으로 증착하여 다층구조를 이루는 것이 바람직하다.
또한, 상기 비대칭 패턴층의 제거는, 아세톤, 4-메틸-2-펜타논(4-methyl-2-pentanone), 케톤, 메틸 이소부틸 케톤, 메틸 에틸 케톤, 물, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 펜탄올, 헥산올, 디메틸설폭사이드(dimethyl sulfoxide, DMSO), 디메틸포름아마이드(dimethylformamide, DMF), N-메틸피롤리돈, 아세톤, 아세토니트릴, 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran, THF), 테칸, 노난, 옥탄, 헵탄, 펜탄 및 2-메톡시에탄올(e-methoxyethanol)로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 용매에 의한 습식 식각 공정에 의하는 것이 바람직하다.
본 발명은 간단한 공정에 의해 대면적의 비대칭형 금속 또는 금속산화물 나노구조체를 얻을 수 있으며, 상기 가변형 임프린트용 스탬프의 압력, 방향 또는 임프린트층의 두께 조절을 통하여 패턴의 비대칭성 정도를 제어할 수 있어 다양하게 활용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 비대칭형 나노구조체를 형성하기 위해 금속 또는 금속산화물을 비대칭형으로 형성하는 것이 아니라, 가변형 임프린트용 스탬프에 의한 비대칭 패턴층을 먼저 형성한 후 금속 또는 금속산화물을 증착함으로써, 비대칭형 나노구조체의 변형을 방지할 수 있으며, 이로 인해 재현성이 우수하여 고품질의 나노구조체를 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 가변형 임프린트 스탬프의 가압력이나 방향 등과 같은 임프린트 공정 조건의 조절을 통하여 다양한 형태를 갖는 비대칭형 금속 또는 금속산화물의 제작이 용이하여, 그 활용분야가 다양할 것으로 기대된다.
도 1 - 본 발명에 따른 비대칭형 금속 또는 금속산화물 나노구조체의 형성방법에 대한 모식도.
도 2 - 본 발명의 실시예 1에 따른 데이타를 나타낸 도.
도 3 - 본 발명의 실시예 2에 따른 데이타를 나타낸 도.
본 발명은 비대칭형 나노구조체에 관한 것으로서, 특히 패턴의 형태가 압력에 따라 변형이 가능한 가변형 임프린트용 스탬프를 이용하여 비대칭 패턴층을 형성함으로써, 비대칭형 금속 또는 금속산화물 나노구조체를 형성하는 것이다.
이에 의해 가변형 임프린트용 스탬프를 이용하여 비대칭 패턴층을 형성함으로써, 간단한 공정에 의해 대면적의 비대칭형 금속 또는 금속산화물 나노구조체를 얻을 수 있으며, 상기 가변형 임프린트용 스탬프의 압력, 방향 또는 임프린트층의 두께 조절에 따라 패턴의 비대칭성 정도를 제어할 수 있어 다양하게 활용할 수 있는 것이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하고자 한다. 도 1은 본 발명에 따른 비대칭형 금속 또는 금속산화물 나노구조체의 형성방법에 대한 모식도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 사진을 나타낸 것이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 비대칭형 금속 또는 금속산화물 나노구조체는, 기판 또는 박막 상에 형성되며, 패턴의 형태가 변형이 가능한 가변형 임프린트용 스탬프를 이용하여 형성된다.
여기에서, 상기 비대칭형 금속 또는 금속산화물 나노구조체의 형성방법은, 기판 또는 박막 상에 임프린트층을 형성하는 제1단계와, 상기 임프린트층 상에 가변형 임프린트용 스탬프를 위치시켜, 상기 가변형 임프린트용 스탬프의 패턴을 변형시키기 위한 압력 또는 방향으로 가변형 임프린트용 스탬프를 가압하고, 경화 공정을 수행하여 비대칭 패턴층을 형성하는 제2단계와, 상기 비대칭 패턴층의 잔류막을 제거하여 기판 또는 박막의 일부 영역을 노출시키는 제3단계와, 상기 노출된 기판 또는 박막 영역 및 비대칭 패턴층 상에 금속 또는 금속산화물을 증착하는 제4단계와, 상기 비대칭 패턴층을 제거하여 기판 또는 박막 상에 금속 또는 금속산화물 패턴을 형성하는 제5단계로 크게 구성된다.
먼저, 본 발명에 따른 비대칭형 금속 또는 금속산화물 나노구조체를 형성하기 위한 제1단계로, 기판 또는 박막 상에 임프린트층을 형성하는 것으로, 상기 임프린트층은 후술할 가변형 임프린트용 스탬프에 의한 임프린팅 및 경화 공정에 의해 패턴이 형성되는 부분이다.
상기 기판은 실리콘(Si), 갈륨비소(GaAs), 갈륨인(GaP), 갈륨비소인(GaAsP), SiC, GaN, ZnO, MgO, 사파이어, 석영, 유리 중 어느 하나의 무기물 기판 또는 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리에틸렌나프탈레이트(Polyethylene naphthalate, PEN), 폴리노르보넨(Polynorbornene), 폴리아크릴레이드(polyacrylate), 폴리비닐알콜(Polyvinyl alcohol), 폴리이미드(polyimide), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 폴리에테르설폰(Polyethersulfone, PES) 중 어느 하나의 폴리머 기판을 사용한다.
그리고 상기 박막은 상기 기판 상층에 최종 사용하고자 하는 전자 소자에 따라 반도체 박막 등을 형성한 경우이며, 그 상층에 임프린트층을 형성하는 것이다.
여기에서, 상기 임프린트층은 임프린트 레진 또는 감광성 금속-유기물 전구체로 형성되어, 임프린팅 후 광경화 또는 열경화를 거치게 된다.
상기 임프린트 레진은 가교성 모노머, 아크릴산 에스테르 모노머, 방향족 비닐계 모노머, 수산기를 갖는 불포화 모노머, 산기를 갖는 불포화 모노머, 중합 연쇄 이동제, 산화 안정제 또는 중합 개시제 등을 사용한다.
상세하게는 상기 가교성 모노머는 N-메틸로메타크릴 아마이드, 메톡시메틸메타크릴 아마이드, N-에톡시메틸메타크릴 아마이드, N-프로폭시메틸메타크릴 아마이드, N-이소프로폭시메틸메타크릴 아마이드, N-부톡시메틸메타크릴 아마이드, N-이소부톡시메틸메타크릴 아마이드 또는 N-터셔리부톡시메틸메타크릴 아마이드 중 어느 하나 이상으로 이루어지고, 아크릴산 에스테르 모노머는 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 프로필메타크릴레이트, 노말부틸메타크릴레이트, 이소부틸메타크릴레이트, 터셔리부틸메타크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트, 벤질메타크릴레이트, 페닐메타크릴레이트, 스테아릭메타크릴레이트, 시클로헥실메타크릴레이트 또는 라우릴메타크릴레이트 중 어느 하나 이상으로 이루어진다.
또한, 방향족 비닐계 모노머는 스티렌, 트랜스메틸 스티렌, 메타메틸 스티렌, 알파메틸 스티렌, 베타메틸 스티렌 또는 4-메틸 스티렌 중 어느 하나 이상으로 이루어지고, 수산기를 갖는 불포화 모노머는 베타-히드록시 에틸메타크릴레이트, 히드록시프로필메타크릴레이트, 히드록시부틸메타크릴레이트 또는 ε-카프로락톤을 부가한 히드록시에틸메타크릴레이트로 중 어느 하나 이상으로 이루어지며, 산기를 갖는 불포화 모노머는 아크릴산, 메타크릴산, 말레인산, 푸말산 또는 이타콘산 중 어느 하나 이상으로 이루어진다.
그리고, 상기 감광성 금속-유기물 전구체는 용매에 나노크기의 금속 및 유기물 리간드가 잘 분산된 금속-유기물 전구체 졸로 제공되게 된다.
상기 금속-유기물 전구체를 구성하는 금속 원소는 리튬(Li), 베릴륨(Be), 붕소(B), 나트륨(Na), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 규소(Si), 인듐(In), 황(S), 칼륨(K), 칼슘(Ca), 스칸듐(Sc), 타이타늄(Ti), 바나듐(V), 크로뮴(Cr), 망간(Mn), 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni), 구리(Cu), 아연(Zn), 갈륨(Ga), 저마늄(Ge), 비소(As), 셀레늄(Se), 루비듐(Rb), 스트론튬(Sr), 이트륨(Y), 지르코늄(Zr), 나이오븀(Nb), 몰리브덴(Mo), 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 인듐(In), 주석(Sn), 텔루륨(Te), 안티몬(Sb), 바륨(Ba), 란탄(La), 세륨(Ce), 프라세오디뮴(Pr), 네오디뮴(Nd), 프로메튬(Pm), 가돌리늄(Gd), 하프늄(Hf), 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W), 이리듐(Ir), 납(Pb), 비스무스(Bi), 폴로늄(Po) 및 우라늄(U)으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 사용한다.
그리고, 상기 금속-유기물 전구체를 구성하는 유기물 리간드는, 에틸헥사노에이트(ethylhexanoate), 아세틸아세토네이트(acetylacetonate), 디알킬디티오카바메이트(dialkyldithiocarbamates), 카르복실산(carboxylic acids), 카르복실레이트(carboxylates), 피리딘(pyridine), 디아민(diamines), 아르신(arsines), 디아르신(diarsines), 포스핀(phosphines), 디포스핀(diphosphines), 부톡사이드(butoxide), 이소프로팍사이드(isopropoxide), 에톡사이드(ethoxide), 클로라이드(chloride), 아세테이트(acetate), 카르보닐(carbonyl), 카르보네이트(carbonate), 하이드록사이드(hydroxide), 아레네스(arenas), 베타-디케토네이트(beta-diketonate), 2-니트로벤잘디하이드(2-nitrobenzaldehyde), 아세테이트 디하이드레이트(acetate dihydrate), 모노에탄올라민(Monoethanolamine) 및 이들의 혼합물을 포함하는 군에서 선택되는 어느 하나를 사용한다.
그리고, 상기 금속-유기물 전구체 조성물의 용매는, 헥산, 4-메틸-2-펜타논(4-methyl-2-pentanone), 케톤, 메틸 이소부틸 케톤, 메틸 에틸 케톤, 물, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 펜탄올, 헥산올, 디메틸설폭사이드(dimethyl sulfoxide, DMSO), 디메틸포름아마이드(dimethylformamide, DMF), N-메틸피롤리돈, 아세톤, 아세토니트릴, 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran, THF), 테칸, 노난, 옥탄, 헵탄, 펜탄 및 2-메톡시에탄올(e-methoxyethanol)로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 사용한다.
이와 같이 임프린트 레진 또는 금속-유기물 전구체 졸을 기판 또는 박막 상에 스핀코팅과 같은 방법으로 코팅하여 임프린트층을 형성한다.
또한, 상기 기판 또는 박막 상에 임프린트층을 형성하기 전에 고분자층을 먼저 형성할 수도 있다.
상기 고분자층은 50nm ~ 3000nm 두께로 형성되며, PVC(Polyvinyl Chloride), Neoprene, PVA(Polyvinyl Alcohol), PMMA(Poly Methyl Meta Acrylate), PBMA(Poly Benzyl Meta Acrylate), PolyStylene, SOG(Spin On Glass), PDMS(Polydimethylsiloxane), PVFM(Poly Vinyl formal), Parylene, Polyester, Epoxy, Polyether, Polyimide 및 LOR (Lift-off resist) 중 어느 하나를 사용한다.
상기 고분자층은 상기 임프린트층과 기판 또는 박막 사이에 형성되어, 상기 임프린트층의 코팅성 및 도막성을 향상시키고, 후술할 건식 식각에 대한 에칭 저항성이 있어 임프린팅 패턴의 깨끗한 형성에 도움을 주게 된다.
그 다음, 상기 제2단계는 상기 임프린트층 상에 가변형 임프린트용 스탬프를 위치시켜, 상기 가변형 임프린트용 스탬프의 패턴을 변형시키기 위한 압력 또는 방향으로 가변형 임프린트용 스탬프를 가압하고, 경화 공정을 수행하여 비대칭 패턴층을 형성하는 것이다.
즉, 플렉시블한 임프린트용 스탬프를 사용하여 일정한 힘과 방향으로 가압하여 임프린트용 스탬프의 패턴이 휘게 함으로써 비대칭 패턴층을 형성하는 것이다.
상기 임프린트용 스탬프는 플렉시블한 재질로 형성되는 것이 바람직하며, PDMS(Polydimethylsiloxane), PUA(Polyurethane acrylate), ETFE(Ethylene Tetrafluoroethylene), PFA(Perfluoroalkyl acrylate), PFPE(Perfluoropolyether) 또는 PTFE(Polytetrafluoroethylene) 중 어느 하나의 폴리머 재질로 이루어질 수 있다.
상기 임프린트용 스탬프는 비대칭 패턴층의 패턴에 대응하여 소정 패턴이 구비되어 있으며, 이를 상기 임프린트층에 위치시켜 임프린트용 스탬프의 패턴의 휘어짐 변형을 유발할 수 있는 압력 또는 일정한 압력과 특정 방향으로 가압하는 것이다.
또한, 상기 가변형 임프린트용 스탬프의 패턴을 변형시키기 위해 1.1bar~50bar의 압력으로 가변형 임프린트용 스탬프를 가압시키는 것이 바람직하다. 이보다 낮은 경우에는 가변형 임프린트용 스탬프의 패턴을 변형시키지 못하며, 이보다 높은 경우에는 비대칭 패턴층이 제대로 형성되지 않거나, 인접하는 패턴 간의 유착이 발생되게 된다.
또한, 상기 가변형 임프린트용 스탬프의 패턴을 변형시키기 위해 상기 임프린트층과 가변형 임프린트용 스탬프의 계면에 평행한 방향으로 가변형 임프린트용 스탬프를 가압시켜, 가변형 임프린트용 스탬프의 패턴의 변형이 일정한 방향으로 이루어지도록 하는 것으로서, 비대칭형 나노구조체의 패턴의 균일성을 도모한 것이다.
한편, 상기 비대칭 패턴층의 모양이나 크기에 대한 제어를 더욱 쉽게 하고, 비대층 패턴층의 균일성을 더욱 향상시키며 설계치에 가깝게 형성되도록 하기 위해서, 상기 임프린트층의 두께는, 상기 가변형 임프린트용 스탬프의 패턴 두께보다 상대적으로 더 얇은 것이 바람직하다.
이는 임프린트층의 두께가 가변형 임프린트용 스탬프 패턴의 두께보다 더 두꺼울 경우에는 압력과 방향을 가해도 가변형 임프린트용 스탬프 패턴의 변형이 잘 이루어지지 않아 비대칭 패턴층이 형성되지 않을 가능성이 높다.
즉, 가변형 임프린트용 스탬프로 임프린트층을 가압시 임프린트층이 가변형 임프린트용 스탬프 패턴 사이(패턴과 패턴의 공간[Void])로 충진(filling)이 완전히 되지 않는 경우, 그 만큼의 여유 공간이 있기 때문에 가변형 임프린트용 스탬프 패턴의 변형이 더 잘 일어나게 되어서 비대칭 패턴층의 형성이 더욱 쉽게 이루어지게 된다.
따라서, 임프린트층의 두께를 조절함으로써, 가변형 임프린트용 스탬프 패턴의 변형 정도의 조절이 용이하여, 상기 비대칭 패턴층의 모양을 쉽게 제어할 수 있게 되는 것이다.
그리고, 상기 가변형 임프린트용 스탬프에 의한 가압 상태에서 경화 공정을 수행하게 된다. 여기에서 경화 공정은 자외선에 의한 광경화 및 열에 의한 열경화 중 어느 하나 또는 필요에 의해서 두 가지 공정을 혼용할 수도 있다.
자외선에 의한 광경화 공정은, 상기 임프린트층에 자외선을 1초 내지 5시간 동안 조사하여 상기 임프린트층을 경화시키고, 가변형 임프린트용 스탬프를 제거함으로써, 비대칭 패턴층이 형성되는 것이다.
또한, 열에 의한 열경화 공정은, 상기 임프린트층에 30℃ 내지 300℃ 온도에서, 1초 ~ 5시간 동안 가열하여 상기 임프린트층을 경화시키고, 가변형 임프린트용 스탬프를 제거함으로써 비대칭 패턴층이 형성되는 것이다.
또한, 가변형 임프린트용 스탬프의 재질에 따라 또는 임프린트층 및 고분자층의 재료에 따라 소프트(soft) 경화 공정(자외선 조사 시간이 짧거나 열경화 온도가 낮음) 후 가변형 임프린트용 스탬프를 제거하고 하드(hard) 경화 공정을 수행할 수도 있다.
상기와 같이 임프린트층의 경화는 자외선 조사 또는 가열에 의해 구현될 수 있다. 즉, 필요에 의해 자외선 조사와 가열 공정을 함께 또는 번갈아 수행할 수 있으며, 가변형 임프린트용 스탬프를 제거함으로써 상기 기판 또는 박막 상층에 비대칭 패턴층이 형성되게 된다.
여기에서, 상기 비대칭 패턴층은 가변형 임프린트용 스탬프 패턴 또는 가변형 임프린트용 스탬프의 압력과 방향에 따라 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 타원형 형태가 가장 바람직하다.
그 다음, 제3단계는 상기 비대칭 패턴층의 잔류막을 제거하여 기판 또는 박막의 일부 영역을 노출시키는 것이다. 일반적으로 임프린팅 공정의 특성상 상기 기판 또는 박막이 완전히 노출되지 않고 소정 패턴과 함께 잔류막이 남아 있게 된다.
상기 임프린트층의 임프린팅 및 경화 공정에 의해 남아 있는 얇은 잔류막을 제거함으로써 기판 또는 박막의 일부 영역(잔류막이 형성된 영역)을 노출시켜 잔류막이 제거된 비대칭 패턴층을 형성하는 것이다.
상기 비대칭 패턴층은 후술할 비대칭형 나노구조체의 변형을 방지하고, 비대칭 패턴층에 따라 비대칭형 나노구조체가 형성되므로 그 재현성이 우수하여 고품질의 나노구조체를 제공할 수 있게 된다. 이는 비대칭형 나노구조체를 형성하기 위해 처음부터 금속 또는 금속산화물을 비대칭형으로 형성하는 종래기술과는 완전히 다른 것으로서, 종래기술은 공정에 따른 재현성이 현저히 낮다.
여기에서, 상기 잔류막 제거는, 건식 식각 공정에 의해 이루어지며, BCl3, SiCl4, Cl2, HBr, SF6, CF4, C4F8, CH4, CHF3, NF3, CFCs(chlorofluorocarbons), H2 및 O2 로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 어느 하나 이상의 가스를 사용한다. 건식 식각 시 상기 가스에 N2, Ar 및 He 중에서 선택되는 적어도 하나의 불활성 가스를 더 포함시킬 수도 있다.
그리고, 상기 제4단계는 상기 노출된 기판 또는 박막 영역 및 비대칭 패턴층 상에 금속 또는 금속산화물을 전자빔 증착기에 의해 증착하며, 그 두께는 10nm~1000nm 정도로 형성한다.
특히, 전자빔 증착시 금속 또는 금속산화물은 이종(異種)의 금속 또는 금속산화물이 순차적으로 증착되도록 하여, 다층구조를 이루도록 한다. 예를 들어 기판 또는 박막 바로 위에는 기판 또는 박막과 금속 또는 금속산화물 간의 접착력의 향상을 위한 물질을 증착하고, 그 상층에는 전기저항도가 낮거나 사용하고자 하는 전자 소자의 물성치 및 용도에 따라 적절한 금속 또는 금속산화물을 선택하여 다층구조를 형성할 수 있도록 하는 것이다.
그 다음, 상기 제5단계는 상기 비대칭 패턴층을 제거하여 기판 또는 박막 상에 금속 또는 금속산화물 패턴이 형성되도록 한다. 여기에서 고분자층이 형성된 경우에는 비대칭 패턴층과 함께 고분자층도 제거한다.
상기 비대칭 패턴층의 제거는, 아세톤, 4-메틸-2-펜타논(4-methyl-2-pentanone), 케톤, 메틸 이소부틸 케톤, 메틸 에틸 케톤, 물, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 펜탄올, 헥산올, 디메틸설폭사이드(dimethyl sulfoxide, DMSO), 디메틸포름아마이드(dimethylformamide, DMF), N-메틸피롤리돈, 아세톤, 아세토니트릴, 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran, THF), 테칸, 노난, 옥탄, 헵탄, 펜탄 및 2-메톡시에탄올(e-methoxyethanol)로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 용매에 의한 습식 식각 공정에 의한다.
이와 같이 본 발명은 비대칭형 금속 또는 금속산화물 나노구조체에 관한 것으로서, 특히 패턴의 형태가 압력에 따라 변형이 가능한 가변형 임프린트용 스탬프를 이용하여 비대칭 패턴층을 형성함으로써, 대면적의 균일한 비대칭형 금속 또는 금속산화물 나노구조체를 형성하는 것이다.
이에 의해 가변형 임프린트용 스탬프를 이용하여 비대칭 패턴층을 형성함으로써, 패턴의 형태가 균일하여 재현성이 우수하고, 간단한 공정에 의해 대면적의 비대칭형 금속 또는 금속산화물 나노구조체를 얻을 수 있으며, 상기 가변형 임프린트용 스탬프의 압력, 방향 또는 임프린트층의 두께 조절에 따라 패턴의 비대칭성 정도를 제어할 수 있어 다양한 분야에 활용할 수 있을 것이다
이하에서는 본 발명의 실시예에 대해 설명하고자 한다.
실시예 1
(임프린트 레진을 이용한 비대칭형의 Au 나노구조체 형성에 관한 실시예 임)
실리콘 기판 상단에 950PMMA A7(Micro Chem Co., 미국)을 3000rpm 으로 스핀코팅한 후 170℃ 300초간 baking을 하였다. 가변형 임프린트용 스탬프는 실리콘 마스터 스탬프(Hole-patterned Si Stamp) 상단에 PFPE 레진을 적하시키고 PET (polyethylene-terephthalate) 기판을 압착시킨 후, 자외선을 3분 조사하여 Pillar-patterned PFPE 가변형 임프린트용 스탬프를 제작하였다.
PMMA 층 상단에 임프린트 레진인 NIP-SC28LV400(Chem. Optics, 대한민국)을 3500rpm으로 60초간 스핀 코팅하였으며, 상기 제조된 pillar-patterned PFPE 가변형 임프린트용 스탬프를 20bar로 가압하며, 자외선을 2분간 조사한 후 PFPE 가변형 임프린트용 스탬프를 분리(Relief)하여 500nm 두께의 PMMA 층 상단에 나노패턴된 비대칭 패턴층을 형성하였다.
이후 비대칭 패턴층에 포함된 잔류막과 하부의 500nm 두께의 PMMA 층을 건식식각하였다(도 2(a)). 전자빔 증착기(e-beam evaporator)는 UEE-1(Ultech Co., 대한민국) 장비를 사용하였으며, adhesion layer서 Ti를 2Å/s 조건으로 10nm를 증착하였으며 Au는 2Å/s 조건으로 200nm를 증착한 결과가 도 2(b)에 있으며, acetone bath에 60초간 담근 후, 질소 가스로 blowing 하여 도 2 (c)와 같이 비대칭 형태의 Au 나노구조체를 형성하였다.
실시예 2
(감광성 금속-유기물 전구체 [Ti-유기물 전구체, Sn-유기물 전구체 및 Zr-유기물 전구체)를 이용한 비대칭 형태의 Au 나노구조체 형성에 관한 실시예 임)
감광성 Ti-유기물 전구체 용액을 합성하기 위하여 티타늄(VI)(노말-부톡사이드)2(2-에틸헥사노에이트)2[Ti(VI)(n-butoxide)2(2-ethylhexanoate)2, 합성] 1.0000g과 헥산(Hexane, Aldrich Co., 미국] 5.000g을 투입하여 혼합하고 24시간 동안 교반시켜서 0.27 몰농도로 제조하였다.
여기서, 티타늄(VI)(노말-부톡사이드)2(2-에틸헥사노에이트)2[Ti(VI)(n-butoxide)2(2-ethylhexanoate)2]를 합성하기 위해서 티타늄(VI)(노말-부톡사이트)[Ti(VI)(n-butoxide)4, Aldrich Co., 미국] 10.5266g, 2-에틸헥사노닉 엑시드[2-ethylhexanoic acid, Aldrich Co., 미국] 8.7400g, 헥산을 15.000g을 둥근 플라스크에 넣고 로타리 휘발기(rotary evaporator)를 사용하여 72시간 동안 증발 및 응축시켜서 티타늄(VI)(노말-부톡사이드)2(2-에틸헥사노에이트)2를 합성하였다.
합성된 감광성 Ti-유기물 전구체 용액을 상기 PMMA 500nm 두께 상단에 3000rpm의 조건으로 스핀 코팅한 후 상기 pillar-type PFPE 가변형 임프린트 스탬프를 20bar로 압착한 후, 20분동안 자외선을 조사한 뒤 몰드를 릴리스함으로써 비대칭 패턴층인 TiO2를 형성하였으며, 그 결과가 도면 3(a)에 있다.
TiO2 비대칭 패턴층(잔류막 포함) 및 하부의 500nm 두께의 PMMA를 건식식각 후, 실시예 1과 동일한 방법으로 Ti 10nm 및 Au 200nm를 증착하였으며, acetone bath에 60초간 담근 후, 질소 가스로 blowing 하여 도 3 (a)와 같이 비대칭형의 Au 나노구조체를 형성하였다.
또한, 다양한 감광성 금속-유기물 전구체를 사용하기 위하여, 감광성 Sn-유기물 전구체 용액을 합성하였다. 감광성 Sn-유기물 전구체 용액을 합성하기 위하여 틴(VI) 2-에틸헥사노에이트[Sn(II) 2-ethylhexanoate, Alfa Aesar Co., 미국] 1.0000g과 헥산(Hexanes, Aldrich Co., 미국] 6.000g을 투입하여 혼합하고 24시간 동안 교반시켜서 0.21 몰농도로 제조하였다.
합성된 감광성 Sn-유기물 전구체 용액을 상기 PMMA 500nm 두께 상단에 4500rpm의 조건으로 스핀 코팅한 후 상기 pillar-type PFPE 가변형 임프린트용 스탬프를 20bar로 압착한 후, 40분동안 자외선을 조사한 뒤 몰드를 릴리스함으로써 비대칭 패턴층인 SnO2 박막 패턴을 형성하였으며, 그 결과가 도면 3(b)에 있다.
SnO2 비대칭 패턴층(잔류막 포함) 및 하부의 500nm 두께의 PMMA를 건식식각 후, 실시예 1과 동일한 방법으로 Ti 10nm 및 Au 200nm를 증착하였으며 acetone bath에 60초간 담근 후, 질소 가스로 blowing 하여 도 3 (b)와 같이 비대칭 형태의 Au 나노구조체를 형성하였다.
또한, 다양한 감광성 금속-유기물 전구체를 사용하기 위하여, 감광성 Zr-유기물 전구체 용액을 합성하였다. 감광성 Zr-유기물 전구체 용액을 합성하기 위하여 지르코늄(VI) 2-에틸헥사노에이트[Zr(VI) 2-ethylhexanoate, Strem Co., 미국] 1.6893g과 헥산(Hexanes, Aldrich Co., 미국] 10.6749g을 투입하여 혼합하고 24시간 동안 교반시켜서 0.063 몰농도로 제조하였다.
합성된 감광성 Zr-유기물 전구체 용액을 상기 PMMA 500nm 두께 상단에 6000rpm의 조건으로 스핀 코팅한 후 상기 pillar-type PFPE 가변형 임프린트용 스탬프를 20bar로 압착한 후, 50분동안 자외선을 조사한 뒤 가변형 임프린트용 스탬프를 제거함으로써 ZrO2 비대칭 패턴층을 형성하였으며, 그 결과가 도면 3(c)에 있다.
ZrO2 비대칭 패턴층(잔류막 포함) 및 하부의 500nm 두께의 PMMA를 건식식각 후, 실시예 1과 동일한 방법으로 Ti 10nm 및 Au 200nm를 증착하였으며 acetone bath에 60초간 담근 후, 질소 가스로 blowing 하여 도 3 (c)와 같이 비대칭 형태의 Au 나노구조체를 형성하였다.
실시예 1과 실시예 2에서 보듯이, 임프린트 레진 및 다양한 감광성 금속-유기물 전구체를 사용하여 임프린트 공정 조건의 조절을 통하여 다양한 형태의 비대칭 금속 나노구조체의 형성이 가능함을 알 수 있다.
이와 같이 본 발명은, 비대칭형 나노구조체에 관한 것으로서, 특히 패턴의 형태가 압력에 따라 변형이 가능한 가변형 임프린트용 스탬프를 이용하여 비대칭 패턴층을 형성함으로써, 비대칭형 금속 또는 금속산화물 나노구조체를 형성하는 것이다.
이에 의해 가변형 임프린트용 스탬프를 이용하여 비대칭 패턴층을 형성함으로써, 간단한 공정에 의해 대면적의 비대칭형 금속 또는 금속산화물 나노구조체를 얻을 수 있으며, 상기 가변형 임프린트용 스탬프의 압력, 방향 또는 임프린트층의 두께 조절에 따라 패턴의 비대칭성 정도를 제어할 수 있어 다양하게 활용할 수 있는 것이다.
또한, 본 발명은 비대칭형 나노구조체를 형성하기 위해 금속 또는 금속산화물을 비대칭형으로 형성하는 것이 아니라, 가변형 임프린트용 스탬프에 의한 비대칭 패턴층을 먼저 형성한 후 금속 또는 금속산화물을 증착함으로써, 비대칭형 나노구조체의 변형이 방지되고, 재현성이 우수하여 고품질의 나노구조체를 제공할 수 있게 되는 것이다.
또한, 가변형 임프린트 스탬프의 가압력이나 방향 등과 같은 임프린트 공정 조건의 조절을 통하여 다양한 형태를 갖는 비대칭형 금속 또는 금속산화물 나노구조체의 제작이 용이한 장점이 있다.

Claims (14)

  1. 기판 또는 박막 상에 형성되며, 패턴의 형태가 변형이 가능한 가변형 임프린트용 스탬프의 가압력, 가압 방향 또는 임프린트층의 두께에 따라 비대칭성 정도가 제어되어 형성되는 비대칭형 금속 또는 금속산화물 나노구조체를 포함하여 이루어지며,
    상기 비대칭형 금속 또는 금속산화물 나노구조체는,
    기판 또는 박막 상에 임프린트층을 형성하는 제1단계;
    상기 임프린트층 상에 플렉시블한 재질의 가변형 임프린트용 스탬프를 위치시켜, 상기 가변형 임프린트용 스탬프의 패턴이 휘어짐 변형이 유발되는 압력 또는 방향으로 가변형 임프린트용 스탬프를 가압하고, 경화 공정을 수행하여 비대칭 패턴층을 형성하는 제2단계;
    상기 비대칭 패턴층의 잔류막을 제거하여 기판 또는 박막의 일부 영역을 노출시키는 제3단계;
    상기 노출된 기판 또는 박막 영역 및 비대칭 패턴층 상에 금속 또는 금속산화물을 증착하는 제4단계;
    상기 비대칭 패턴층을 제거하여 기판 또는 박막 상에 금속 또는 금속산화물 패턴을 형성하는 제5단계;를 포함하여 구성되고,
    상기 제1단계의 임프린트층의 두께는,
    상기 가변형 임프린트용 스탬프로 상기 임프린트층을 가압시 임프린트층이 상기 가변형 임프린트용 스탬프 패턴 사이로 충진이 완전히 되지 않도록 상기 가변형 임프린트용 스탬프 패턴의 두께보다 상대적으로 더 얇게 형성되고,
    상기 제2단계는,
    상기 가변형 임프린트용 스탬프의 패턴을 변형시키기 위해 1.1bar~50bar의 압력으로 가변형 임프린트용 스탬프를 가압시키고,
    선택적으로, 상기 가변형 임프린트용 스탬프의 패턴을 변형시키기 위해 상기 임프린트층과 가변형 임프린트용 스탬프의 계면에 평행한 방향으로 가변형 임프린트용 스탬프를 가압시켜, 상기 가변형 임프린트용 스탬프의 패턴의 변형이 일정한 방향으로 이루어지는 것에 의해 제조되는 것으로,
    상기 가변형 임프린트용 스탬프의 가압력, 가압 방향 또는 임프린트층의 두께 조절에 의해 단일 또는 복수 형태를 갖는 상기 비대칭 패턴층을 구현하여 단일 또는 복수 형태의 비대칭형 금속 또는 금속산화물 나노구조체가 형성되는 것을 특징으로 하는 가변형 임프린트용 스탬프를 이용한 비대칭형 금속 또는 금속산화물 나노구조체.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 기판은,
    실리콘(Si), 갈륨비소(GaAs), 갈륨인(GaP), 갈륨비소인(GaAsP), SiC, GaN, ZnO, MgO, 사파이어, 석영, 유리 중 어느 하나의 무기물 기판 또는 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리에틸렌나프탈레이트(Polyethylene naphthalate, PEN), 폴리노르보넨(Polynorbornene), 폴리아크릴레이드(polyacrylate), 폴리비닐알콜(Polyvinyl alcohol), 폴리이미드(polyimide), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 폴리에테르설폰(Polyethersulfone, PES) 중 어느 하나의 폴리머 기판인 것을 특징으로 하는 가변형 임프린트용 스탬프를 이용한 비대칭형 금속 또는 금속산화물 나노구조체.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 제1단계의 임프린트층은,
    임프린트 레진 또는 감광성 금속-유기물 전구체로 이루어진 것을 특징으로 하는 가변형 임프린트용 스탬프를 이용한 비대칭형 금속 또는 금속산화물 나노구조체.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 제 1단계는,
    기판 또는 박막 상에 고분자층을 먼저 형성하고, 상기 임프린트층을 형성하는 것을 특징으로 하는 가변형 임프린트용 스탬프를 이용한 비대칭형 금속 또는 금속산화물 나노구조체.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 고분자층은,
    50nm ~ 3000nm 두께로 형성되며,
    PVC(Polyvinyl Chloride), Neoprene, PVA(Polyvinyl Alcohol), PMMA(Poly Methyl Meta Acrylate), PBMA(Poly Benzyl Meta Acrylate), PolyStylene, SOG(Spin On Glass), PDMS(Polydimethylsiloxane), PVFM(Poly Vinyl formal), Parylene, Polyester, Epoxy, Polyether, Polyimide 및 LOR (Lift-off resist) 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 가변형 임프린트용 스탬프를 이용한 비대칭형 금속 또는 금속산화물 나노구조체.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 제2단계의 가변형 임프린트용 스탬프는,
    PDMS(Polydimethylsiloxane), PUA(Polyurethane acrylate), ETFE(Ethylene Tetrafluoroethylene), PFA(Perfluoroalkyl acrylate), PFPE(Perfluoropolyether) 및 PTFE(Polytetrafluoroethylene) 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 가변형 임프린트용 스탬프를 이용한 비대칭형 금속 또는 금속산화물 나노구조체.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 제2단계의 경화 공정은,
    자외선에 의한 광경화에 의해 수행되며, 상기 임프린트층에 자외선을 1초 내지 5시간 조사하는 것을 특징으로 하는 가변형 임프린트용 스탬프를 이용한 비대칭형 금속 또는 금속산화물 나노구조체.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 제2단계의 경화 공정은,
    열에 의한 열경화에 의해 수행되며, 상기 임프린트층에 30℃ 내지 300℃에서 1초 내지 5시간 동안 열을 가하는 것을 특징으로 하는 가변형 임프린트용 스탬프를 이용한 비대칭형 금속 또는 금속산화물 나노구조체.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 제3단계의 잔류막 제거는,
    BCl3, SiCl4, Cl2, HBr, SF6, CF4, C4F8, CH4, CHF3, NF3, CFCs(chlorofluorocarbons), H2 및 O2 로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 어느 하나 이상의 가스를 사용한 건식 식각에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 가변형 임프린트용 스탬프를 이용한 비대칭형 금속 또는 금속산화물 나노구조체.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 가스에 N2, Ar 및 He 중에서 선택되는 적어도 하나의 불활성 가스를 더 포함시켜 사용하는 것을 특징으로 하는 가변형 임프린트용 스탬프를 이용한 비대칭형 금속 또는 금속산화물 나노구조체.
  11. 제 1항 내지 제 10항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 제4단계의 금속 또는 금속산화물의 증착은,
    전자빔 증착기를 이용하는 것을 특징으로 하는 가변형 임프린트용 스탬프를 이용한 비대칭형 금속 또는 금속산화물 나노구조체.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 금속 또는 금속산화물은 10nm~1000nm 두께로 증착되는 것을 특징으로 하는 가변형 임프린트용 스탬프를 이용한 비대칭형 금속 또는 금속산화물 나노구조체.
  13. 제 11항에 있어서, 상기 금속 또는 금속산화물은,
    이종(異種)의 금속 또는 금속산화물을 순차적으로 증착하여 다층구조를 이루는 것을 특징으로 하는 가변형 임프린트용 스탬프를 이용한 비대칭형 금속 또는 금속산화물 나노구조체.
  14. 제 11항에 있어서, 상기 비대칭 패턴층의 제거는,
    아세톤, 4-메틸-2-펜타논(4-methyl-2-pentanone), 케톤, 메틸 이소부틸 케톤, 메틸 에틸 케톤, 물, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 펜탄올, 헥산올, 디메틸설폭사이드(dimethyl sulfoxide, DMSO), 디메틸포름아마이드(dimethylformamide, DMF), N-메틸피롤리돈, 아세톤, 아세토니트릴, 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran, THF), 테칸, 노난, 옥탄, 헵탄, 펜탄 및 2-메톡시에탄올(e-methoxyethanol)로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 용매에 의한 습식 식각 공정에 의하는 것을 특징으로 하는 가변형 임프린트용 스탬프를 이용한 비대칭형 금속 또는 금속산화물 나노구조체.
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