KR20140145283A - 중첩형 나노 전극쌍 제조방법 및 이를 이용한 공중부유형 센서 - Google Patents

중첩형 나노 전극쌍 제조방법 및 이를 이용한 공중부유형 센서 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기존의 공중부유형 나노와이어 센서의 수율 저하 및 제조적 한계문제 등을 효과적으로 개선할 수 있는 공중부유형 탄소나노와이어의 응용 형태인 중첩형 나노 전극쌍 제조방법을 제공한다. 본 발명에 따라 얇고 조밀한 형태 공중부유형 탄소나노메쉬가 고수율로 제조된 중첩형 나노 전극쌍을 제공한다. 본 발명에 따라 제조된 중첩형 나노 전극쌍을 적용하여, 탄소나노메쉬와 전극과의 접촉이 물리적, 전기적으로 안정하여 감지도가 향상된 바이오센서 또는 전기화학센서를 제공한다.

Description

중첩형 나노 전극쌍 제조방법 및 이를 이용한 공중부유형 센서{Fabrication method for a stacked carbon electrode set including suspended carbon nanomeshes and a planar carbon electrode, and biosensors and electrochemical sensors using the same}
본 발명은 중첩형 나노 전극쌍 제조방법 및 이를 이용한 공중부유형 센서에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 본 발명을 통하여 탄소 평면 전극과 공중부유형 탄소나노메쉬의 간격을 효과적으로 조절하여 얇고 조밀한 공중부유형 탄소나노메쉬가 고수율로 형성된 중첩형 나노 전극쌍을 제조하는 방법과 이를 이용하여 제조된 공중부유형 바이오센서 또는 전기화학센서에 관한 것이다.
최근 환경문제에 대한 관심 증가와 정보통신 기기의 발전과 더불어 다양한 바이오 물질에 대한 센서가 개발되고 있는 가운데 반도체 기술을 접목함으로써 제조가 간편해지고 그 성능이 향상되고 있다. 모든 센서는 성능 향상을 위하여 감지도를 높이는 것이 최대 목표이며, 이러한 목표를 달성하기 위한 노력도 증가되고 있다.
한편, 바이오 센싱에는 전기화학적 센서 또는 광 센서가 주로 사용되어지고 있다.
상기 광 센서는, 여타의 센서에 비하여 반응 속도가 빠르고, 그 감지도도 높은 편이나 크기가 큰 편이어서 공간 활용성이 떨어지고 사용에 불편함에 있다는 단점이 있다.
상기 광 센서의 단점은 전기화학적 센서를 사용하여 극복할 수 있는데, 상기 전기화학적 센서는 대상 물질을 전기화학적으로 산화 또는 환원하여 외부 회로에 흐를 전류를 측정하거나 전해질 용액이나 고체에 용해 또는 이온화한 가스 상의 이온이 이온 전극에 작용하여 생기는 기전력을 이용하는 것으로 이는 그 크기는 작으나, 매우 느린 반응속도를 나타냄과 더불어 감도가 낮다는 단점이 있다.
즉 한국등록특허 제0741187호에 따르면, 분석물의 농도를 측정하는 전기화학센서는 전류 측정을 적절하도록 하는 임피던스를 가진 두 개의 전극을 포함하는 전기화학 셀에서 반응영역에 샘플을 놓음으로써 수성 액체 샘플 중 분석하고자 하는 성분의 농도를 측정한다. 상기 분석하고자 하는 성분은 산화환원제와 직접 또는 간접적으로 반응하여 분석할 성분의 농도에 상응하는 양으로 산화 또는 환원 가능한 물질을 형성한다. 이어서, 존재하는 산화 또는 환원 가능한 물질의 양은 전기화학적으로 측정된다. 일반적으로 상기 방법은 전기분해 생성물이 다른 전극에 닿지 못하고 측정 가능한 동안에는 다음 전극에서 반응을 간섭하지 못하도록 전극간의 충분한 격리를 요구하고, 그 제조 원가가 고가인데다 제조 공정이 복잡하다는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허 제0741187호
본 발명은 기존의 공중부유형 나노와이어 센서의 센싱 감도를 향상시키고, 제조적 한계문제 등을 효과적으로 개선할 수 있는 중첩형 나노 전극쌍 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
구체적으로 본 발명은 중첩형 나노 전극쌍 제조 시, 탄소전극과 탄소나노메쉬의 접촉을 효과적으로 차단하면서도, 탄소전극과 탄소나노메쉬의 간격을 조절하여 얇고 조밀한 공중부유형 탄소나노메쉬를 고수율로 형성하기 위한 중첩형 나노 전극쌍을 제조하는 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 중첩형 나노 전극쌍을 이용하여 탄소나노메쉬와 전극과의 접촉이 물리적, 전기적으로 안정하여 센싱 감도가 향상뿐만 아니라, 나노 와이어 기반의 센서의 생산 비용이 적으며 생산성을 획기적으로 높여 대량생산이 가능한 바이오센서 또는 전기화학센서를 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 중첩형 나노 전극쌍 제조방법은,
a) 기판 상부에 포토레지스트 전극을 형성하는 단계, b) 상기 포토레지스트 전극을 덮는 이격공간확보층을 형성하는 단계, c) 상기 포토레지스트 전극과 이격되도록 두 기둥형상의 포토레지스트 기둥부와 메쉬 형상의 포토레지스트 메쉬를 형성하는 단계 및 d) 상기 기판상 형성된 포토레지스트 전극, 포토레지스트 기둥부 및 포토레지스트 메쉬의 노광영역을 다단 열처리하여 열분해하는 단계;를 포함할 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 중첩형 나노 전극쌍 제조방법에 있어, 상기 a)단계는, 상기 기판 상부에 제1포토레지스트를 도포하는 단계 및 상기 제1포토레지스트를 노광 및 현상하여, 상기 기판 상부에 포토레지스트 전극을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제1포토레지스트는 네거티브형 포토레지스트일 수 있으며, 보다 구체적으로는 SU-8일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 중첩형 나노 전극쌍 제조방법에 있어, 상기 b)단계는, 상기 포토레지스트 전극이 형성된 기판 상부에 제2포토레지스트를 도포하는 단계 및 상기 제2포토레지스트를 노광 및 현상하여, 상기 포토레지스트 전극을 덮는 미노광 제2포토마스크영역인 이격공간확보층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 b)단계는, 상기 이격공간확보층을 노광하여 가용화시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제2포토레지스트는 포지티브형 포토레지스트일 수 있으며, 보다 구체적으로는 AZ-9260일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 중첩형 나노 전극쌍 제조방법에 있어, 상기 c)단계는, 상기 이격공간확보층이 형성된 기판 상부로 제3포토레지스트를 도포하는 단계, 상기 제3포토레지스트를 노광하여, 상기 포토레지스트 전극을 사이에 두고 포토레지스트 전극과 일정거리 이격되며 서로 대향하는 두 기둥형상의 노광영역인 포토레지스트 기둥부를 형성하는 단계 및 상기 제3포토레지스트를 재노광하여, 상기 포토레지스트 전극을 가로질러 상기 포토레지스트 기둥부의 상기 두 기둥형상의 노광영역을 연결하는 메쉬 형상의 노광영역인 포토레지스트 메쉬를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 c)단계는, 상기 포토레지스트 기둥부 및 상기 포토레지스트 메쉬가 형성된 이후에, 현상을 통해 상기 c) 단계에서 미 노광된 제3포토레지스트 영역인 미노광영역 및 상기 이격공간확보층을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제3포토레지스트는 네거티브형 포토레지스트일 수 있으며, 보다 구체적으로는 SU-8일 수 있다. 또한, 상기 포토레지스트 메쉬의 와이어 사이의 각도(θ)는 40°내지 60°일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 중첩형 나노 전극쌍 제조방법에 있어, 상기 d)단계에서 상기 다단 열처리는, 300 내지 400℃에서 30 내지 90분 동안 시행되는 제1 단계 및 900 내지 1000℃에서 30 내지 90분 동안 시행되는 제2 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 중첩형 나노 전극쌍 제조방법에 있어, 상기 제2포토레지스트는 상기 제1포토레지스트 보다 두껍게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 중첩형 나노 전극쌍 제조방법에 있어, 상기 제3포토레지스트는 상기 제2포토레지스트 보다 두껍게 형성될 수 있다.
한편, 상기된 방법으로 제조된 본 발명의 일 실시예에 따른 중첩형 나노 전극쌍을 포함하며, 감지물질로서 글루코스 효소(glucose enzyme)를 포함하는 공중부유형 센서를 제조할 수 있다. 여기서, 글루코스 효소는 글루코스 옥시다아제(glucose oxidase)일 수 있다.
본 발명의 중첩형 나노 전극쌍 제조방법은 제조 공정 중 탄소전극과 탄소나노메쉬의 접촉을 효과적으로 차단하면서 탄소 평면 전극과 공중부유형 탄소나노메쉬의 간격을 효과적으로 조절하여 고수율의 얇고 조밀한 공중부유형 탄소나노메쉬를 쉽게 제조할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 탄소전극과 탄소나노메쉬의 간격을 최소화 하도록 중첩형 나노 전극쌍을 제조할 수 있다.
또한, 본 발명의 중첩형 나노 전극쌍이 채용된 공중부유형 바이오센서 또는 전기화학센서는 나노와이어와 전극과의 접촉이 물리적, 전기적으로 안정하여 종래의 것보다 높은 센싱 감도를 보장할 수 있다.
또한, 본 발명의 중첩형 나노 전극쌍이 채용된 공중부유형 바이오센서 또는 전기화학센서는 나노 와이어 기반으로 생산 비용이 적으며 생산성이 증대되어 대량 생산이 가능한 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 중첩형 나노 전극쌍 제조방법의 제조 과정을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 중첩형 나노 전극쌍 제조에 의해 형성되는 공중부유형 포토레지스트 메쉬와 탄소나노메쉬의 조밀도를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 중첩형 나노 전극쌍 제조방법에 의해 형성되는 중첩형 나노 전극쌍의 평면 전극과 공중부유형 탄소나노메쉬를 나타낸 개략도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의하여 형성된 조밀한 형태의 중첩형 포토레지스트전극쌍과 탄소 나노전극쌍의 형상을 나타낸다.
도 5는 중첩형 탄소 나노전극쌍의 전기화학적 특성 및 전기화학적 센서로서의 특징을 보여주기 위한 순환-전류전압 실험 결과이다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 중첩형 나노 전극쌍 제조방법 및 이를 이용한 공중부유형 센서를 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 이하 제시되는 도면들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 과장되어 도시될 수 있다. 또한 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
본 발명의 중첩형 나노 전극쌍 제조방법은 a) 기판 상부에 포토레지스트 전극을 형성하는 단계; b) 상기 포토레지스트 전극을 덮는 이격공간확보층을 형성하는 단계; c) 상기 포토레지스트 전극과 이격되도록 두 기둥형상의 포토레지스트 기둥부와 메쉬 형상의 포토레지스트 메쉬를 형성하는 단계; 및 d) 상기 기판상 형성된 포토레지스트 전극, 포토레지스트 기둥부 및 포토레지스트 메쉬의 노광영역을 다단 열처리하여 열분해하는 단계를 포함한다.
구체적으로, 본 발명의 중첩형 나노 전극쌍의 제조를 위하여 우선 기판(10) 상부에 포토레지스트 전극(12)을 형성한다.(a)
여기서, 먼저 도 1의 (1)과 같이 절연성 표면(10b)을 갖는 기판(10)을 준비한다. 상기 기판(10)이 절연성 표면(10b)을 갖는 것은 본 발명에 의하여 제조된 탄소 기둥(30) 및 평면 전극(20) 간의 전기적 연결을 방지하기 위함이다. 이와 같은 절연성 표면(10b)을 갖는 기판(10)은 본 발명의 목적 달성을 위한 측면에 있어서 종류에 특별한 제한을 두지는 않으나, 바람직하게는 절연물질(10b)이 표면에 코팅된 실리콘 기판(10a) 또는 절연체 기판(10) 중 선택적으로 사용될 수 있다.
이때 절연물질(10b)이 표면에 코팅된 실리콘 기판(10a)을 사용하는 경우, 코팅되는 절연물질(10b)은 전기적 연결을 방지할 수 있는 임의의 물질이면 모두 사용 가능하며, 일례로 이산화규소 또는 실리콘 나이트라이드 등을 사용할 수 있다. 또는, 절연체 기판(10)을 사용하는 경우, 절연체 기판(10)으로는 석영 또는 산화알루미늄 등이 사용되는 것이 바람직하다.
한편, 절연성 표면(10b)을 갖는 기판(10)이 준비되면 후속공정인 제1포토레지스트(11)를 도포시키기 전에 세척 공정을 추가로 실시하여 미세 불순물을 제거하기 위한 세척을 실시함이 바람직하다. 이때 세척의 구체적인 방법은 비제한적이며, 예를 들면 피라나 용액(Piranha solution - 황산(H2SO4):과산화수소(H2O2)=4:1 혼합용액)에 의한 세척도 가능하다.
그리고 이와 같이 절연성 표면(10b)을 갖는 기판(10; 이하, 절연성 표면을 갖는 기판을 '기판(10)'으로 기재함)의 준비가 완료되면 도 1의 (2)와 같이 기판(10) 상부에 제1포토레지스트(11)를 도포한다. 이때 도포하는 방법은 통상의 기술자에게 공지된 비제한적인 방법으로 시행될 수 있으며, 예를 들면 스핀 코팅, 딥 코팅, 또는 그라비아 코팅 등의 다양한 방법에 의하여 시행될 수 있다. 또한, 상기 제1포토레지스트(11)는 원칙적으로 제한을 두지 않으나, 네가티브 포토레지스트를 이용함이 바람직하며, 일례로는 SU-8 포토레지스트를 이용할 수 있다.
또한, 제1포토레지스트(11)가 도포되는 두께는 0.5 내지 10μm, 바람직하게는 3 내지 5μm이다. 여기서, 제1포토레지스트(11)의 도포 두께가 0.5μm 이상으로 제한되는 것은 평면 전극(20)의 용이한 형성을 위함이며, 제1포토레지스트(11)의 도포 두께가 10μm 이하로 제한되는 것은 두께가 10μm를 초과하더라도 바이오센서 또는 전기화학적 센서로서의 효과가 크게 향상되지 않기 때문이다. 따라서, 제1포토레지스트(11)의 도포 두께가 3 내지 5μm 사이로 형성된 본 발명의 중첩형 나노전극쌍은 바이오센서 또는 전기화학적 센서의 전극 형성 및 센서로서의 효과가 우수함은 당연하다.
한편, 상기 기판(10) 상에 제1포토레지스트(11)의 도포가 완료되면, 상기 제1포토레지스트(11)가 도포 된 상태의 기판(10)에 약하게 굽기(soft bake)를 더 시행함이 바람직하다. 이때 약하게 굽기(soft bake) 과정을 종료하면, 기판(10)을 충분히 자연 냉각시켜 상기 (a)단계를 시행하기 전의 온도와 동일한 상태의 온도임을 확인한 후에 후속공정을 시행한다. 이때 약하게 굽기(soft bake)의 구체적 조건은 80 내지 120℃에서 3 내지 5분 동안의 적용에 해당한다.
이어, 도 1의 (3) 및 (4)와 같이 상기 제1포토레지스트(11)를 노광 및 현상하여, 상기 기판(10) 상부에 포토레지스트 전극(12)을 형성한다. 이때 노광은 평면 전극(20) 모양의 포토마스크 창을 통하여 제1포토레지스트(11)에 UV 등을 조사하여 실시된다. 여기서, 평면 전극(20) 모양은 제조하고자 하는 설계에 따라 미리 결정된다. 바람직하게는 일정 너비를 갖는 일자형 패턴이 일정 간격으로 이격 된 형태로 형성되는 것이 본 발명의 탄소나노메쉬(40)의 형태를 일정하게 형성시키고 수득률을 높이는 데 좋다.
이와 같이 노광이 실시됨에 따라, 상기 제1포토레지스트(11)가 경화되어 포토레지스트 전극(12)이 형성된다. 이때 노광 된 광 에너지는 제1포토레지스트(11)가 제1포토레지스트(11) 최상부부터 기판(10) 바로 위까지 경화될 수 있을 만큼 충분하여야 한다.
다음으로 상기 노광에 의하여 형성된 포토레지스트 전극(12)을 제외한 나머지 부분의 제1포토레지스트(11)를 현상(development)으로 제거한다. 이때 현상(development)의 방법으로는 통상의 기술자에게 공지된 다양한 종류의 현상액(developer)의 사용이 가능하며, 예를 들면 SU-8 현상액(SU-8 developer)을 사용할 수도 있다.
이로써, 상기 현상(development)을 통하여 기판(10) 상에는 포토레지스트 전극(12)만이 남는다.
이와 같이 포토레지스트 전극(12)의 형성이 완료되면, 다음으로 상기 포토레지스트 전극(12)을 덮는 이격공간확보층(14a, 14b)을 형성한다.(b)
이를 위하여 우선, 도 1의 (5)와 같이 상기 포토레지스트 전극(12)이 형성된 기판(10) 상부에 제2포토레지스트(14)를 도포한다. 이때 도포의 방법은 통상의 기술자에게 공지된 비제한적인 방법으로 시행될 수 있으며, 예를 들면 스핀 코팅, 딥 코팅, 또는 그라비아 코팅 등의 다양한 방법에 의하여 수행될 수 있다. 여기서, 상기 제2포토레지스트(14)는 원칙적으로 제한을 두지 않으나, 포지티브 포토레지스트를 이용함이 바람직하며, 일례로는 AZ-9260 포토레지스트를 사용할 수 있다.
이때 상기 제2포토레지스트(14)가 도포되는 두께는 3 내지 12μm, 바람직하게는 5 내지 7μm으로 상기 (a)단계의 제1포토레지스트(11) 보다 두껍게 형성된다. 여기서 제2포토레지스트(14)의 두께가 상기 제1포토레지스트(11) 보다 두껍게 되지 않으면, 후속공정에서 상기 제2포토레지스트(14)가 포토레지스트 전극(12) 외표면에 균일하게 코팅되지 않을 수 있다.
이와 같이 제2포토레지스트(14)의 도포가 완료되면, 후속공정을 수행하기 전에 제2포토레지스트(14)가 도포된 상태의 포토레지스트 전극(12) 및 기판(10)에 약하게 굽기(soft bake)를 진행함이 바람직하다. 이때 약하게 굽기(soft bake) 과정을 종료하면, 기판(10)을 충분히 자연 냉각시켜 상기 (a)단계를 수행하기 전의 온도와 동일한 상태의 온도임을 확인한 후에 후속공정을 수행한다. 이때 약하게 굽기(soft bake)의 구체적 조건은 80 내지 120 ℃에서 6 내지 8분 동안의 적용에 해당한다.
이어, 도 1의 (6) 및 (7)과 같이 상기 제2포토레지스트(14)를 노광 및 현상하여, 상기 포토레지스트 전극(12)을 덮는 미노광 제2포토마스크영역인 이격공간확보층(14a, 14b)을 형성한다.
이때 노광 시에 사용되는 포토마스크는 상기 포토레지스트 전극(12)을 덮도록 마스크 디자인된 것으로서, 상기 포토레지스트 전극(12)의 둘레를 따라 일정 간격으로 크게 마스크 디자인된다. 그리고, 이와 같이 마스크 디자인된 포토마스크를 통해 2차 노광을 실시하고 이를 현상하면, 미 노광영역이 그대로 남아 상기 포토레지스트 전극(12)의 외표면에 미노광 제2포토마스크영역이 일정두께 코팅된 형태로 이격공간확보층(14a)이 형성된다.
이러한 이격공간확보층(14a)은 적어도 2μm이상의 두께로 형성되는 것이 바람직하며, 이를 위하여 상기 포토레지스트 전극(12)의 둘레를 따라 10μm이상의 너비가 늘어나도록 마스크 디자인된다. 여기서, 이격공간확보층(14a)을 2μm이상의 두께로 형성시키는 것은 후속공정에서 포토레지스트 메쉬(18)의 제조 시에 상기 포토레지스트 전극(12)과의 물리적, 전기적 접촉을 효과적으로 방지하기 위함이다.
아울러, 이렇게 상기 포토레지스트 전극(12)의 표면에 형성된 상기 이격공간확보층(14a, 14b)은 후속공정에서 기판(10) 상단에 포토레지스트 전극(12)과 이격되도록 포토레지스트 기둥부(17) 및 포토레지스트 메쉬(18)를 형성시킬 때, 포토레지스트 전극(12)과 포토레지스트 기둥부(17) 및 포토레지스트 메쉬(18) 사이의 접촉을 효과적으로 차단하여, 별도의 미세한 수치계산 등의 과정이 없이도 포토레지스트 전극(12)과 포토레지스트 기둥부(17) 및 포토레지스트 메쉬(18) 사이의 이격공간이 효과적으로 확보될 수 있도록 한다. 게다가, 이와 같이 포토레지스트 전극 주변에 일정 간격으로 이격공간확보층을 형성시킨 이후에 포토레지스트 메쉬를 형성시키는 공정을 통하여, 포토레지스트 전극과 포토레지스트 메쉬의 간격, 나아가 최종 형성되는 탄소평면전극과 탄소나노메쉬 사이의 거리를 효율적으로 조정할 수 있고, 이와 같은 공정을 통하여 탄소평면전극과 탄소나노메쉬의 간격을 최소화 시킬 수도 있다.
또한 이와 같이 포토레지스트 전극(12)과 포토레지스트 기둥부(17) 및 포토레지스트 메쉬(18) 사이의 이격공간을 확보함으로써 탄소전극 및 탄소나노메쉬(40)의 제조를 위한 열처리 시에도 제조되는 탄소전극 및 탄소나노메쉬(40) 사이의 접촉이 방지된다. 그리고 이로써 고수율의 탄소나노메쉬(40)를 수득하여 본 발명의 중첩형 나노 전극쌍의 전기적, 물리적인 안정을 더욱 효과적으로 도모하게 된다.
이어, 상기 노광이 완료된 이후에는 현상(development)을 실시하여, 노광 영역을 제거하고 상기 이격공간확보층(14a) 만을 남긴다. 이때 현상(development)의 방법으로는 통상의 기술자에게 공지된 다양한 종류의 현상액(developer)의 사용이 가능하며, 예를 들면 AZ 현상액(AZ developer)을 사용할 수도 있다.
한편, 상기 현상(development)을 통하여 이격공간확보층(14a)이 코팅된 포토레지스트 전극(12) 형성이 완료된 후에는, 현상으로 남는 부분을 세척함이 바람직하다. 세척에 있어 세척의 구체적인 방법은 비제한적이며, 예를 들면 이소프로필 알코올과 메탄올 순서로 순차적인 세척을 하는 것도 가능하다. 또는 포토레지스트 애셔(Photoresist asher)를 이용하여 세척하는 것 또한 가능하다.
그리고, 이격공간확보층(14a)이 코팅된 포토레지스트 전극(12) 형성이 완료되면 도 1의 (8)과 같이 상기 이격공간확보층(14a)을 노광하여 가용화시키는 단계를 더 수행한다. 이와 같이 노광으로 가용화 된 상기 이격공간확보층(14b)은 후속공정의 현상(development) 시, 완전히 제거된다. 즉, 본 발명의 나노 전극쌍은 중첩형으로 제작되기 때문에 포토레지스트 메쉬(18)가 부양 형성된 상태에서 노광을 실시하였을 때, 상기 이격공간확보층(14a)을 완전히 제거시키는 데 어려움이 있다. 따라서, 상기 이격공간확보층을 미리 충분히 가용화시켜 가용화 된 이격공간확보층(14b)로 변형시킨 상태에서 후속공정에서 현상(development)을 통하여 완전히 제거되도록 하는 것이다.
이때 상기 이격공간확보층(14a)을 가용화 시키기 위한 노광은 별도의 포토마스크가 없는 상태에서 실시하여, 상기 이격공간확보층(14a)이 표면에 코팅된 포토레지스트 전극(12)에 노광된 광 에너지가 충분히 조사될 수 있도록 한다.
이어, 상기 포토레지스트 전극(12)과 이격되도록 두 기둥형상의 포토레지스트 기둥부(17)와 메쉬 형상의 포토레지스트 메쉬(18)를 형성한다.(c)
이를 위하여 먼저, 도 1의 (9)와 같이 가용화 된 이격공간확보층(14b)이 형성된 기판(10) 상부로 제3포토레지스트(16)를 도포한다. 이때 도포 방법은 통상의 기술자에게 공지된 비제한적인 방법으로 시행될 수 있으며, 예를 들면 스핀 코팅, 딥 코팅, 또는 그라비아 코팅 등의 다양한 방법에 의하여 수행될 수 있다. 상기 제3토레지스트는 원칙적으로 제한을 두지 않으나, 네가티브 포토레지스트를 이용함이 바람직하며, 일례로 SU-8 포토레지스트를 이용하는 것이 좋다.
이때 제3포토레지스트(16)의 두께는 6 내지 15μm, 바람직하게는 8 내지 10μm으로 상기 (c)단계의 제2포토레지스트(14) 보다 충분히 두껍게 형성한다. 왜냐하면, 이와 같이 제3포토레지스트(16)의 두께를 확보하여 후속공정에서 포토레지스트 메쉬(18)를 공중부양 된 형태로 형성시킬 제3포토레지스트(16) 두께가 충분히 마련되어 있어야 하기 때문이다.
상기 제3포토레지스트(16)의 도포가 완료되면, 후속공정을 수행하기 전에 상기 제3포토레지스트(16)가 도포 된 상기 포토레지스트 전극(12) 및 기판(10)에 약하게 굽기(soft bake)를 진행함이 바람직하다. 이때 약하게 굽기(soft bake) 과정을 종료하면, 기판(10)을 충분히 자연 냉각시켜 상기 (a)단계를 수행하기 전의 온도와 동일한 상태의 온도임을 확인한 후에 후속공정을 수행함이 바람직하다. 이때 약하게 굽기(soft bake)의 구체적 조건은 80 내지 120 ℃에서 6 내지 8분 동안의 적용에 해당한다.
이와 같이 상기 제3포토레지스트(16)의 도포가 완료되면, 도 1의 (10)과 같이 상기 제3포토레지스트(16)를 노광하여, 상기 포토레지스트 전극(12)을 사이에 두고 포토레지스트 전극(12)과 일정거리 이격되며 서로 대향하는 두 기둥형상의 노광영역인 포토레지스트 기둥부(17)를 형성시킨다. 이때 노광된 광 에너지는 제3포토레지스트(16)가 포토레지스트 최상부부터 기판(10) 바로 위까지 경화될 수 있을 만큼 충분하여야 한다.
그리고, 상기 포토레지스트 기둥부(17)가 형성된 상태의 포토레지스트 전극(12) 및 기판(10)에 노광 후 굽기(post exposure bake)를 진행함이 바람직하다. 이때 노광 후 굽기(post exposure bake) 과정을 종료하면, 기판(10)을 충분히 자연 냉각시켜 상기 (a)단계를 수행하기 전의 온도와 동일한 상태의 온도임을 확인한다. 이때 노광 후 굽기(post exposure bake)의 구체적 조건은 80 내지 120 ℃에서 6 내지 8분 동안의 적용에 해당한다.
이어, 도 1의 (11)과 같이 상기 제3포토레지스트(16)를 재노광하여, 상기 포토레지스트 전극(12)을 가로질러 상기 포토레지스트 기둥부(17)의 상기 두 기둥형상의 노광영역을 연결하는 메쉬 형상의 노광영역인 포토레지스트 메쉬(18)를 형성시킨다.
종래에는 상기 포토레지스트 메쉬를 형성시킬 때, 상기 기판(10)으로부터 일정 간격 부양된 형태의 포토레지스트 메쉬(18)를 형성시킬 수 있도록 하기 위하여, 재노광 에너지를 상기 포토레지스트 기둥부(17)를 형성시키기 위한 노광 에너지보다 적도록 제한하여 포토레지스트의 상단만을 경화시켰다.
그러나, 본 발명의 중첩형 나노 전극쌍의 제조에 있어서, 재노광 에너지는 제한 없이 비교적 크게 가하여 지더라도, 포토레지스트 주변에 이격공간확보층이 이미 형성되어 있기 때문에 이격공간확보층 하단의 포토레지스트 전극과 이격공간확보층 상단의 포토레지스트 메쉬 간의 접촉이 차단된 상태로 포토레지스트 메쉬가 형성되는 것이다. 이때 상기 재노광 에너지는 상기 포토레지스트 기둥부(17)를 형성시키기 위한 노광 에너지보다 적도록 제한하는 것이 요구되지 않는다. 구체적으로, 상기 이때 재노광 에너지는 얻고자 하는 포토레지스트 메쉬의 두께에 맞추어 경화되도록 가하여 질 수도 있고, 상기 포토레지스트 최상부에서 상기 이격공간확보층까지 경화되는 크기로 가하여 질 수도 있으며, 전술된 상기 포토레지스트 기둥부(17)의 형성시의 노광 에너지의 크기와 같이 포토레지스트 최상부부터 기판(10) 바로 위까지 경화되는 크기로 가하여 지는 것 또한 가능하다.
이와 같이 본 발명에서 형성되는 상기 포토레지스트 메쉬의 두께는 이격공간확보층 상단에 코팅된 포토레지스트의 두께로 결정되며, 포토레지스트에 가하여지는 재노광 에너지의 크기에 따라 결정되는 것이 아니다.
한편 본 발명의 중첩형 나노 전극쌍 제조방법에서는 보다 얇고 조밀한 공중부유형 탄소나노메쉬(40)를 형성하기 위하여, 포토레지스트 메쉬(18)의 와이어 사이의 각도(θ)는 40°내지 60°의 범위를 채택함이 바람직하다. 이는 도 2를 통하여, 상기 포토레지스트 메쉬(18)의 와이어 사이의 각도(θ)가 40°내지 60°의 범위에서 채택될 때 최종 형성되는 탄소나노메쉬(40)가 가장 조밀한 형태를 띰을 확인할 수 있다.
그리고, 상기 포토레지스트 기둥부(17) 및 상기 포토레지스트 메쉬(18)의 형성이 완료되면, 후속공정을 수행하기 전에 포토레지스트 기둥부(17)와 포토레지스트 메쉬(18) 및 포토레지스트 전극(12)이 형성된 상태의 기판(10)에 노광 후 굽기(post exposure bake)를 진행함이 바람직하다. 이때 노광 후 굽기(post exposure bake) 과정을 종료하면, 기판(10)을 충분히 자연 냉각시켜 상기 (a)단계를 수행하기 전의 온도와 동일한 상태의 온도임을 확인한다. 충분히 냉각되지 않으면 후속공정으로 이어지는 현상(development)에서 포토레지스트 기둥부(17)와 포토레지스트 메쉬(18) 및 포토레지스트 전극(12)이 열응력에 의해 크랙이나 파괴가 일어날 수도 있기 때문이다. 이때 노광 후 굽기(post exposure bake)의 구체적 조건은 80 내지 120 ℃에서 1 내지 15분 동안의 적용에 해당한다.
이렇게 기판(10) 상에 포토레지스트 전극(12) 뿐만 아니라 포토레지스트 기둥부(17)와 포토레지스트 메쉬(18)까지 모두 형성되면, 도 1의 (12)와 같이 현상(development)을 통해 상기 c) 단계에서 미 노광된 제3포토레지스트(16) 영역인 미노광영역 및 상기 이격공간확보층(14b)을 제거한다.
그리고 상기 현상(development)이 완료되면, 포토레지스트 전극(12), 포토레지스트 기둥부(17) 및 기판(10)으로부터 일정 간격 부유된 상태의 포토레지스트 메쉬(18) 만이 남는다. 이때 현상(development)의 방법으로는 통상의 기술자에게 공지된 다양한 종류의 현상액(developer)의 사용이 가능하며, 예를 들면 SU-8 현상액(SU-8 developer)을 사용할 수도 있다.
한편, 상기 현상(development)을 수행한 후에는, 후속공정을 수행하기 전에 현상으로 남는 포토레지스트 부분을 세척함이 바람직하다. 세척에 있어 세척의 구체적인 방법은 비제한적이며, 예를 들면 이소프로필 알코올과 메탄올 순서로 순차적인 세척을 하는 것도 가능하다. 또는, 포토레지스트 애셔(Photoresist asher)를 이용하여 세척하는 것 또한 가능하다.
마지막으로, 상기 기판(10)상 형성된 포토레지스트 전극(12), 포토레지스트 기둥부(17) 및 포토레지스트 메쉬(18)의 노광영역을 다단 열처리하여 열분해한다.(d)
상기 열분해는 도 1의 (13)에서 보듯이, 상기 포토레지스트 메쉬(18), 포토레지스트 기둥부(17) 및 포토레지스트 전극(12)을 평면 전극(20)과 탄소 기둥(30) 및 공중부유형 탄소나노메쉬(40)로 변형시킨다. 이와 같이 열분해를 통하여 형성되는 중첩형 나노 전극쌍으로서, 평면 전극(20)과 공중부유형 탄소나노메쉬(40)는 도 3에서 확인할 수 있다.
구체적으로, 상기 열분해를 통하여 포토레지스트 전극(12)은 평면 전극(20)으로 변형되고, 포토레지스트 기둥부(17)는 탄소 기둥(carbon post; 30)으로 변형되며, 포토레지스트 메쉬(18)는 공중부유형 탄소나노메쉬(40)로 변형된다. 그리고, 이와 같이 형성된 탄소 기둥(30)은 공중부유형 탄소나노메쉬(40)를 기판(10)으로부터 소정 간격 부양되게 한다. 또한 상기 열분해 과정에 있어, 포토레지스트 메쉬(18)와 이를 지탱하고 있는 포토레지스트 기둥부(17)에서 동시에 열분해가 일어나면서 포토레지스트 메쉬(18)가 탄소나노메쉬(40)로 변형될 때 양쪽 가장자리로부터 인장응력을 받게 되어 포토레지스트 메쉬(18)는 처짐없이 탄소나노메쉬(40)로 변형된다.
한편 본 발명에 따른 중첩형 나노 전극쌍 제조방법의 목적은 얇고 조밀한 공중부유형 탄소나노메쉬(40)를 형성하기 위한 것에 있는 만큼, 본 발명자들은 상기 열분해의 특징으로 특정 형태의 것을 채택함이 상기 목적에 보다 바람직함을 알게 되었다. 상기 열분해는 제 1 단계 및 제 2 단계의 두 단계로 시행되며, 제 2 단계가 제 1단계보다 높은 온도에서 시행된다. 구체적으로는 상기 제 1단계는 300 내지 400 ℃에서 30 내지 90분 동안 시행되며, 상기 제 2단계는 900 내지 1000 ℃에서 30 내지 90분 동안 시행된다. 보다 구체적으로 300 내지 400℃까지 1 ℃/분(min)으로 승온되어 300 내지 400 ℃에서 30 내지 90분을 유지하면서 상기 제 1단계가 시행되며, 이후에는 900 내지 1000 ℃까지 1 ℃/분(min)으로 승온되어 900 내지 1000 ℃에서 30 내지 90분을 유지하면서 상기 제 2단계가 행해진다.
상기 열분해가 재현될 구체적 분위기는 상기 특정 형태의 것의 재현을 방해하지 않는 한 특별한 제한은 없으며, 예를 들면 상기 포토레지스트 메쉬(18), 포토레지스트 기둥부(17) 및 포토레지스트 전극(12)을 전기로에 넣고 저진공 펌프 및 고진공펌프를 이용하여 10-7 내지 10-5 토르(torr)까지 분위기를 만든 후 상기 특정 형태의 것을 재현할 수도 있다.
한편, 상기 (d)단계가 완료되면, 열분해에 의하여 형성된 평면 전극(20)과 공중부유형 탄소나노메쉬(40)를 자연 냉각한 후 열분해의 분위기에서 꺼낸다. 추가적으로 바람직하게는 포토레지스트 애셔(Photoresist asher)를 이용하여 열분해 과정에서 발생 된 탄소 입자를 제거할 수 있다.
상기 제조방법에 의하여 제조되는 공중부유형 탄소나노메쉬(40)는 도 3의 개략도에서 보는 바와 같은 형태이며, 이와 같이 제조되는 공중부유형 탄소나노메쉬(40)은 너비가 200 내지 400 nm, 탄소나노와이어 간격이 3 내지 7 μm이다. 또한 상기 제조방법은 간단하고 경제적이며, 상기 제조방법으로 최종 형성되는 중첩형 나노 전극쌍의 수율은 70% 이상, 좋게는 80% 이상의 고수율에 해당한다. 따라서 상기 제조방법은 얇고 조밀한 공중부유형 탄소나노메쉬(40)를 고수율로 제공하는 현저성이 있다.
나아가 상기 제조방법에 의하여 제조된 중첩형 나노 전극쌍에 바이오 감지물질 또는 전기화학 감지물질을 적층하여, 감지성이 향상되고 크기 및 부피가 감소된 중첩형 나노 전극쌍을 적용한 바이오센서 또는 전기화학센서가 제공된다.
이때 바이오 감지물질 또는 전기화학 감지물질은 중첩형 나노 전극쌍을 구성하는 평면 전극과 공중부유형 탄소나노메쉬(40) 모두에 적층 될 수 있으며, 어느 일방에만 적층 될 수도 있다. 상기 바이오 감지물질은 통상의 기술자에게 공지된 다양한 것을 채택하는 한 특별한 제한은 없지만, 글루코스 효소(glucose enzyme)와 같이 특정 바이오 물질에 반응하여 전기화학 전류를 측정할 수 있는 산화환원 물질을 발생시키는 물질을 채택함이 바람직하며, 구체적으로는 글루코스 옥시다아제(glucose oxidase)를 채택하는 것이 좋다. 상기 전기화학 감지물질 역시 통상의 기술자에게 공지된 다양한 것을 채택하는 한 별도의 제한은 없다.
이하, 본 발명과 관련된 실시예 및 비교예를 상세히 설명한다.
[ 실시예1 ] 중첩형 나노 전극쌍의 제조
[1]일반적인 6인치의 실리콘 웨이퍼위에 절연층으로 이산화규소를 열산화방법(Thermal oxidation)으로 증착 한 후, [2]제1포토레지스트인 SU-8을 스핀 코팅으로 절연층 위에 두께 4μm로 고르게 코팅하였다. [3]제1포토레지스트인 SU-8을 코팅한 후 포토레지스트 전극 모양의 포토마스크 창을 통하여 자외선에 충분히 노출시켜 노광을 수행하고, [4]SU-8 현상액(SU-8 developer)을 이용하여 노광 된 부분을 제외한 나머지 부분을 현상(development)으로 제거했다. [5]현상 후 남은 포토레지스트 전극 부분 및 기판 상부에 제2포토레지스트인 AZ-9260 포토레지스트를 스핀 코팅으로 두께 6μm로 고르게 코팅하였다. [6]제2포토레지스트인 AZ-9260을 코팅한 후 상기에서 형성된 포토레지스트 전극을 덮되 포토레지스트 전극 보다 너비가 10μm 더 넓게 마스크 디자인 된 포토마스크를 포토레지스트 전극 상부에 덮고 노광을 실시하고, [7]AZ 현상액(AZ developer)을 이용하여 노광 된 부분을 현상으로 제거했다. [8]이어, 포토마스크가 없는 상태에서 노광을 실시하여 이전 단계에서 현상으로 제거되지 않은 제2포토레지스트인 AZ-9260을 가용화하였다. [9]이후 제3포토레지스트인 SU-8을 스핀 코팅으로 절연층, 포토레지스트 전극 및 가용화된 제2포토레지스트 상부에 두께 9 μm로 고르게 코팅하였다. [10]제3포토레지스트인 SU-8을 코팅한 후 기둥 형성을 위한 포토마스크 창을 통하여 노광을 수행하여 포토레지스트 기둥부를 형성시키고, [11]와이어 사이의 각도(θ)가 45도인 메쉬 형상의 포토마스크를 통하여 노광을 수행하여 포토레지스트 메쉬를 형성시켰다. [12]노광을 수행한 후, SU-8 현상액(SU-8 developer)을 이용하여 노광된 부분을 제외한 나머지 부분을 현상(development)으로 제거했다. [13]현상 후 포토레지스트 메쉬(18), 포토레지스트 기둥부(17) 및 포토레지스트 전극(12)을 전기로에 넣고 저진공 펌프 및 고진공펌프를 이용하여 10-6 토르(torr)까지 분위기를 만든 후, 제 1 단계 및 제 2 단계의 두 단계로 열분해를 진행했다. 구체적으로 350℃까지 1℃/분(min)으로 승온되어 350℃에서 60분을 유지하면서 제1단계를 진행했으며, 이후에는 900 ℃까지 1℃/분(min)으로 승온되어 900℃에서 60분을 유지하면서 제2단계를 진행했다. 열분해 후 형성된 평면 전극(20)과 탄소 기둥(30) 및 공중부유형 탄소나노메쉬(40)를 자연 냉각한 후 전기로에서 꺼냈다.
[실시예 2] 실시예 1의 중첩형 나노 전극쌍의 물성 분석
실시예 1에 의하여 최종적으로 형성된 중첩형 나노 전극쌍은 수율이 75% 이다. 공중부유형 탄소나노메쉬(40)의 모양과 구조적 특징은 SEM(Quanta 200, FEI company USA), HRTEM(JEM-2100F, JEOL Ltd., Japan), FIB(Quanta 3D FEG, FEI company, USA), 및 라만 분광 시스템(alpha300R, WITec GmbH, Germany)을 이용하여 측정하였다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예 1에 의하여 형성된 중첩형 포토레지스트전극쌍의 실제 형태는 도 4-(a)를 통하여 확인할 수 있으며, 이를 열분해 하여 제조된 평면 전극 및 공중부유형 탄소나노메쉬는 도 4-(b)를 통하여 확인할 수 있다. 구체적으로 본 발명에 의하여 제조된 공중부유형 탄소나노메쉬의 측정된 너비는 300nm, 탄소나노와이어 간격은 4.5μm에 해당한다.
[실시예 3] 실시예 1의 중첩형 나노 전극쌍의 전기적 특성 관찰
실시예 1의 중첩형 나노 전극쌍의 센서로의 특징을 보여주기 위하여, 순환-전류전압 실험을 실시하여 도 5의 그래프에 나타내었다. 이와 같은 순환-전류전압 실험에서는 산화환원반복을 통한 전류값을 측정하게 된다.
여기서 산화환원반복이란, 평면 전극 및 탄소나노메쉬 사이에서 산화환원물질이 산화와 환원 반응을 반복하여 전류신호값이 증폭되게 하는 기법으로, 평면 전극과 탄소나노메쉬의 간격이 줄어들수록 산화환원반복 효과가 증대되어 전류신호 증폭도가 상승되는 특징이 있다.
본 도 5에서 주황색 그래프와 적색 그래프는 산화환원반복이 일어나지 않을 경우 탄소나노메쉬와 평면 전극으로부터 얻어지는 전류값을 나타내며, 상부 녹색 그래프와 하부 녹색 그래프는 각각 탄소나노메쉬와 탄소 평면 전극으로부터 얻어지는 산화환원반복을 통해 증폭된 전류값을 나타낸다. 한편, 실험에 사용된 용액은 10 mM Ferrocyanide이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 중첩형 나노 전극쌍의 평면 전극과 탄소나노메쉬의 간격이 최소화 된 상태로 제조되어, 산화환원반복 효과가 증대되고 전류신호가 증폭되었음을 확인할 수 있다.
본 발명의 중첩형 나노 전극쌍 제조방법은 제조 공정 중 탄소전극과 탄소나노메쉬의 접촉을 효과적으로 차단하면서 탄소 평면 전극과 공중부유형 탄소나노메쉬의 간격을 효과적으로 조절하여 고수율의 얇고 조밀한 공중부유형 탄소나노메쉬를 쉽게 제조할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 탄소전극과 탄소나노메쉬의 간격을 최소화 하도록 중첩형 나노 전극쌍을 제조할 수 있다.
또한, 본 발명의 중첩형 나노 전극쌍이 채용된 공중부유형 바이오센서 또는 전기화학센서는 나노와이어와 전극과의 접촉이 물리적, 전기적으로 안정하여 종래의 것보다 높은 센싱 감도를 보장할 수 있다.
또한, 본 발명의 중첩형 나노 전극쌍이 채용된 공중부유형 바이오센서 또는 전기화학센서는 나노 와이어 기반으로 생산 비용이 적으며 생산성이 증대되어 대량 생산이 가능한 장점이 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 특정된 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
10: 절연체 기판 10a: 실리콘 기판
10b: 절연성 표면 11: 제1포토레지스트
12: 포토레지스트 전극 14: 제2포토레지스트
14a: 비가용성 이격공간확보층 14b: 가용성 이격공간확보층
16: 제3포토레지스트 17: 포토레지스트 기둥부
18: 포토레지스트 메쉬 20: 평면 전극
30: 탄소 기둥 40: 공중부유형 탄소나노메쉬

Claims (13)

  1. a) 기판 상부에 포토레지스트 전극을 형성하는 단계;
    b) 상기 포토레지스트 전극을 덮는 이격공간확보층을 형성하는 단계;
    c) 상기 포토레지스트 전극과 이격되도록 두 기둥형상의 포토레지스트 기둥부와 메쉬 형상의 포토레지스트 메쉬를 형성하는 단계; 및
    d) 상기 기판상 형성된 포토레지스트 전극, 포토레지스트 기둥부 및 포토레지스트 메쉬의 노광영역을 다단 열처리하여 열분해하는 단계;를 포함하는 중첩형 나노 전극쌍 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 a)단계는,
    상기 기판 상부에 제1포토레지스트를 도포하는 단계; 및
    상기 제1포토레지스트를 노광 및 현상하여, 상기 기판 상부에 포토레지스트 전극을 형성하는 단계;를 포함하는 중첩형 나노 전극쌍 제조방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제1포토레지스트는 네거티브형 포토레지스트인 중첩형 나노 전극쌍 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 b)단계는,
    상기 포토레지스트 전극이 형성된 기판 상부에 제2포토레지스트를 도포하는 단계; 및
    상기 제2포토레지스트를 노광 및 현상하여, 상기 포토레지스트 전극을 덮는 미노광 제2포토마스크영역인 이격공간확보층을 형성하는 단계;를 포함하는 중첩형 나노 전극쌍 제조방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 b)단계는,
    상기 이격공간확보층을 노광하여 가용화시키는 단계;를 더 포함하는 중첩형 나노 전극쌍 제조방법.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 제2포토레지스트는 포지티브형 포토레지스트인 중첩형 나노 전극쌍 제조방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 c)단계는,
    상기 이격공간확보층이 형성된 기판 상부로 제3포토레지스트를 도포하는 단계;
    상기 제3포토레지스트를 노광하여, 상기 포토레지스트 전극을 사이에 두고 포토레지스트 전극과 일정거리 이격되며 서로 대향하는 두 기둥형상의 노광영역인 포토레지스트 기둥부를 형성하는 단계; 및
    상기 제3포토레지스트를 재노광하여, 상기 포토레지스트 전극을 가로질러 상기 포토레지스트 기둥부의 상기 두 기둥형상의 노광영역을 연결하는 메쉬 형상의 노광영역인 포토레지스트 메쉬를 형성하는 단계;를 포함하는 중첩형 나노 전극쌍 제조방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 c)단계는,
    상기 포토레지스트 기둥부 및 상기 포토레지스트 메쉬가 형성된 이후에, 현상을 통해 상기 c) 단계에서 미 노광된 제3포토레지스트 영역인 미노광영역 및 상기 이격공간확보층을 제거하는 단계;를 더 포함하는 중첩형 나노 전극쌍 제조방법.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 제3포토레지스트는 네거티브형 포토레지스트인 중첩형 나노 전극쌍 제조방법.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 포토레지스트 메쉬의 와이어 사이의 각도(θ)는 40°내지 60°인 중첩형 나노 전극쌍 제조방법.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 d)단계에서 상기 다단 열처리는,
    300 내지 400℃에서 30 내지 90분 동안 시행되는 제1 단계; 및
    900 내지 1000℃에서 30 내지 90분 동안 시행되는 제2 단계;를 포함하는 중첩형 나노 전극쌍 제조방법.
  12. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항의 방법으로 제조된 중첩형 나노 전극쌍을 포함하며,
    감지물질로서 글루코스 효소(glucose enzyme)를 포함하는 공중부유형 센서.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 글루코스 효소는 글루코스 옥시다아제(glucose oxidase)인 공중부유형 센서.
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