KR20160108890A - Nanostructure fabrication method and method of making the stamp used for nanostructure fabrication - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 나노 구조물 제조 방법 및 나노 구조물 제조용 스탬프 제조 방법에 관한 것으로, 상세하게는 금속 촉매 식각 방법과 나노임프린트 리소그래피 기술을 접목하여 더 미세한 채널을 형성할 수 있는 나노 구조물 제조 방법 및 나노 구조물 제조용 스탬프 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a nanostructure manufacturing method and a method for manufacturing a stamp for manufacturing a nanostructure, and more particularly, to a nanostructure manufacturing method capable of forming a finer channel by combining a metal catalyst etching method and a nanoimprint lithography technique, And a manufacturing method thereof.
본 발명은 수십 나노미터 이하의 채널을 제조할 수 있도록 금속 촉매 식각 방법과 나노임프린트 리소그래피 기술을 접목한 것으로 나노 임프린트 리소그래피 기술과 관련된다.The present invention relates to a nano imprint lithography technique that combines a metal catalyst etching method and a nano imprint lithography technique so as to manufacture a channel of several tens of nanometers or less.
나노임프린트 리소그래피 기술은 나노 구조물(nanostructure)이 각인된 스탬프(stamp)를 기판 위에 코팅된 고분자 소재의 레지스트(resist) 표면에 가압하여 나노 구조물을 반복적으로 전사하는 기술이다.The nanoimprint lithography technology is a technology for repetitively transferring a nanostructure by pressing a stamp imprinted with a nanostructure onto a resist surface of a polymer material coated on the substrate.
나노임프린트 공정은 비교적 간단하게 이루어질 수 있고, 스탬프는 반복해서 사용할 수 있다. 따라서 나노임프린트 기술은 경제적이고도 효율적으로 미세 패턴을 구현할 수 있는 차세대 리소그래피(lithograph) 기술로 주목받고 있다.The nanoimprint process can be relatively simple, and the stamp can be used repeatedly. Therefore, nanoimprint technology is attracting attention as a next generation lithograph technique that can realize fine patterning economically and efficiently.
그런데 스탬프의 패턴(요철부) 사이즈가 수십 나노미터(nm) 이하로 미세화됨에 따라, 레지스트에 전사하는 공정이 용이하지 않고 더 나아가 패턴 사이즈를 더 미세화 시키는 것은 한계에 이르렀다.However, as the pattern of the stamp (concave-convex portion) is miniaturized to a few tens of nanometers (nm) or less, the process of transferring the resist to the resist is not easy, and further limitation of the pattern size is limited.
나노임프린트 리소그래피 기술의 대안으로 FIB(Focused Ion Beam) 밀링기술, KOH가 포함된 식각용액을 사용하는 이방성 식각기술 등이 시도되고 있다. 그러나, FIB 밀링기술은 순차적 공정으로서 하나의 웨이퍼에 집적되는 소자의 수가 증가함에 따라 공정비용과 시간이 함께 증가하는 단점이 있고, KOH가 포함된 식각용액을 사용하는 이방성 식각기술은 원모양의 나노 채널을 제작할 수 없는 문제가 존재한다.Focused Ion Beam (FIB) milling techniques and anisotropic etching techniques using KOH-containing etching solutions have been tried as alternatives to nanoimprint lithography. However, since the FIB milling technique is a sequential process, there is a disadvantage that the process cost and time are increased together with the increase in the number of devices integrated on one wafer, and anisotropic etching technology using KOH- There is a problem that the channel can not be produced.
따라서, 제조하고자 하는 나노 구조물이 수십 나노미터(nm) 이하로 미세해지는 경우에도 나노임프린트 리소그래피 기술을 사용할 수 있도록 나노임프린트 공정 및 스탬프를 개선하는 기술이 요구되고 있다.Accordingly, there is a demand for a technique for improving the nanoimprint process and the stamp so as to use the nanoimprint lithography technique even when the nanostructure to be manufactured becomes finer than a few tens of nanometers (nm).
대한민국 공개특허 제2013-0020425호는 스탬프 패턴 돌출부의 단부를 오목한 형상으로 제조하여 임프린트 후 식각공정 특성을 향상시키는 기술에 관한 것이다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 2013-0020425 relates to a technique for manufacturing an end portion of a stamp pattern protrusion in a concave shape to improve the etching process characteristics after imprinting.
다만, 이러한 방법은 직접적으로 패턴 사이즈를 미세화하지는 못하였다.However, this method does not directly miniaturize the pattern size.
이에 본 발명은 금속 촉매 식각 방법과 나노임프린트 리소그래피 기술을 접목함으로써, 더 미세한 채널을 형성할 수 있는 나노 구조물 제조 방법 및 나노 구조물 제조용 스탬프 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a nanostructure manufacturing method capable of forming a finer channel by combining a metal catalyst etching method and a nanoimprint lithography technique, and a method of manufacturing a stamp for manufacturing a nanostructure.
본 발명의 다른 목적들은 이하의 실시예에 대한 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.Other objects of the present invention will become readily apparent from the following description of the embodiments.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 나노 구조물 제조 방법은 하나 이상의 금속 촉매 박막이 일면에 구비된 베이스부를 포함하는 나노 구조물 제조용 스탬프를 기판에 밀착시켜, 상기 베이스부와 상기 기판 사이에 상기 금속 촉매 박막이 끼여있는 샌드위치 형태의 결합체를 형성하는 단계; 상기 샌드위치 형태의 결합체를 기판 식각용액에 침지하여, 상기 금속 촉매 박막의 가장자리에 유발된 식각 현상에 의해 상기 기판에 상기 금속 촉매 박막 가장자리의 경계선을 따라 나노 채널을 형성시키는 단계;를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for fabricating a nanostructure, the method including: a step of bringing a stamp for fabricating a nanostructure, which includes a base having at least one metal catalyst thin film on one surface thereof, Forming a sandwich-type bonded body in which the metal catalyst thin film is sandwiched between the substrate and the substrate; And dipping the sandwich-type assembly in a substrate etching solution to form a nanochannel along a boundary line of the edge of the metal catalyst film on the substrate by an etching phenomenon caused at an edge of the metal catalyst thin film .
그리고, 상기 베이스부는 적어도 하나의 돌출부를 가진 요철부를 포함하며, 상기 돌출부의 단부에 상기 금속 촉매 박막이 구비되고, 상기 돌출부의 평면도는 형성시키고자 하는 상기 나노 채널의 패턴일 수 있다.The base portion includes a protrusion having at least one protrusion, and the metal catalyst thin film is provided at an end of the protrusion, and the plan view of the protrusion may be a pattern of the nanochannel to be formed.
또한, 상기 요철부의 깊이는 15μm~30μm일 수 있다.Further, the depth of the concavo-convex portion may be 15 mu m to 30 mu m.
또한, 상기 금속 촉매 박막과 상기 베이스부 사이에 접착제층(Adhesive Layer)이 구비될 수 있다.In addition, an adhesive layer may be provided between the metal catalyst thin film and the base portion.
또한, 상기 접착제층은 티타늄, 크롬, 니켈 및 이들이 포함된 혼합물로부터 선택될 수 있다.Further, the adhesive layer may be selected from titanium, chromium, nickel, and mixtures thereof.
또한, 상기 접착제층은 두께가 3nm~7 nm일 수 있다.The adhesive layer may have a thickness of 3 nm to 7 nm.
여기서 다음 단계로 상기 샌드위치에서 상기 스탬프를 분리하고, 상기 기판에 잔존하는 금속 촉매를 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include separating the stamp from the sandwich and removing the metal catalyst remaining on the substrate.
또한, 상기 금속 촉매 박막은 금, 은, 백금, 철, 니켈, 코발트, 구리, 납, 알루미늄, 팔라듐 및 이들이 포함된 혼합물로부터 선택될 수 있다.The metal catalyst thin film may be selected from gold, silver, platinum, iron, nickel, cobalt, copper, lead, aluminum, palladium and mixtures thereof.
또한, 상기 금속 촉매 박막은 두께가 20nm~50 nm일 수 있다.The metal catalyst thin film may have a thickness of 20 nm to 50 nm.
또한, 상기 기판은 단결정 반도체 기판, III-V 화합물 반도체 기판, SOI(silicon on insulator) 기판, 게르마늄 기판, 실리콘-게르마늄 기판 중 어느 하나 일 수 있다.The substrate may be a single crystal semiconductor substrate, a III-V compound semiconductor substrate, a silicon on insulator (SOI) substrate, a germanium substrate, or a silicon-germanium substrate.
또한, 상기 베이스부는 단결정 반도체 기판, III-V 화합물 반도체 기판, 중합체기판, 유리기판, 금속기판 중 어느 하나일 수 있다.The base may be a single crystal semiconductor substrate, a III-V compound semiconductor substrate, a polymer substrate, a glass substrate, or a metal substrate.
또한, 상기 기판 식각용액은 불산, 황산, 과산화수소, 질산은, 염화금산칼륨, 염화금산, 염화백금산칼륨, 염화백금산, 제2질산철, 질산니켈, 질산마그네슘, 과황산나트륨, 과망간산칼륨, 중크롬산칼륨이 포함된 혼합용액일 수 있다.The etching solution for the substrate includes fluoric acid, sulfuric acid, hydrogen peroxide, silver nitrate, potassium chloroauric acid, chloroauric acid, chloroauric acid, potassium chloroplatinic acid, chloroplatinic acid, ferric nitrate, nickel nitrate, magnesium nitrate, sodium persulfate, potassium permanganate and potassium bichromate Mixed solution.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 나노 구조물 스탬프 제조방법은 스탬프 기판 상에 마스크 패턴을 형성하는 단계; 상기 스탬프 기판을 스탬프 기판 식각용액으로 식각하여 적어도 하나의 돌출부를 가진 요철부를 포함하는 베이스부를 형성하는 단계; 상기 스탬프 기판의 상기 마스크 패턴을 제거하는 단계; 상기 돌출부의 단부에 금속 촉매 박막을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of fabricating a nanostructure stamp, including: forming a mask pattern on a stamp substrate; Etching the stamp substrate with a stamp substrate etching solution to form a base portion including a recessed portion having at least one protrusion; Removing the mask pattern of the stamp substrate; And forming a metal catalyst thin film on the end of the protrusion.
게다가 상기 스탬프 기판의 상기 마스크 패턴을 제거하는 단계 와 상기 돌출부의 단부에 금속 촉매 박막을 형성하는 단계의 사이에 상기 스탬프 기판에 접착제층(Adhesive Layer)을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include forming an adhesive layer on the stamp substrate between the step of removing the mask pattern of the stamp substrate and the step of forming the metal catalyst thin film on the end of the protrusion.
또한, 상기 접착제층은 티타늄, 크롬, 니켈 및 이들이 포함된 혼합물로부터 선택될 수 있다.Further, the adhesive layer may be selected from titanium, chromium, nickel, and mixtures thereof.
또한, 상기 접착제층은 두께가 3nm~7 nm일 수 있다.The adhesive layer may have a thickness of 3 nm to 7 nm.
여기서, 상기 스탬프 기판은 단결정 반도체 기판, III-V 화합물 반도체 기판, 중합체기판, 유리기판, 금속기판 중 어느 하나인 것을 특징으로 할 수 있다.Here, the stamp substrate may be any one of a single crystal semiconductor substrate, a III-V compound semiconductor substrate, a polymer substrate, a glass substrate, and a metal substrate.
그리고, 상기 스탬프 기판 식각용액은 스탬프 기판 식각용액은 불산, 황산, 염산, 질산, 붕산, 인산 및 이들이 포함된 혼합용액 인 것일 수 있다.The stamp substrate etching solution may be a solution of hydrofluoric acid, sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, boric acid, phosphoric acid, or a mixed solution thereof.
또한, 형성된 상기 요철부는 깊이가 15μm~30μm인 것일 수 있다.The concavo-convex portion may have a depth of 15 mu m to 30 mu m.
또한, 형성된 상기 금속 촉매 박막은 금, 은, 백금, 철, 니켈, 코발트, 구리, 납, 알루미늄, 팔라듐 및 이들이 포함된 혼합물로부터 선택된 것일 수 있다.In addition, the metal catalyst thin film formed may be selected from gold, silver, platinum, iron, nickel, cobalt, copper, lead, aluminum, palladium and mixtures thereof.
또한, 형성된 상기 금속 촉매 박막은 두께가 20nm~50 nm일 수 있다.The metal catalyst thin film may have a thickness of 20 nm to 50 nm.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 금속 촉매 식각 방법과 나노임프린트 리소그래피 기술을 접목함으로써, 더 미세한 채널을 형성할 수 있는 나노 구조물 제조 방법 및 나노 구조물 제조용 스탬프 제조 방법을 제공할 수 있다. As described above, the present invention can provide a nanostructure manufacturing method capable of forming finer channels and a method of manufacturing a stamp for manufacturing a nanostructure, by combining the metal catalyst etching method and the nanoimprint lithography technique.
도 1 a)는 금속 촉매 식각 현상이 확산되는 두 가지 작용양상을 나타낸 도면이다.
도 1 b)는 금속 촉매 식각 현상이 확산되는 작용양상을 스탬프로 통제하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 구조물 제조 방법을 나타낸 도면이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 구조물 제조용 스탬프 제조방법을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 나노 구조물 제조용 스탬프 제조방법을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 나노 채널 단면의 SEM(scanning electron microscopy)사진이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 나노 구조물 표면의 SEM(scanning electron microscopy)사진이다.1A is a diagram showing two modes of operation in which metal catalyst etching phenomenon is diffused.
Fig. 1 (b) is a view showing a method of controlling the operation mode in which the metal catalyst etching phenomenon is diffused by the stamp.
FIG. 2 illustrates a method of fabricating a nanostructure according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
3 is a view illustrating a method of manufacturing a stamp for manufacturing a nanostructure according to an embodiment of the present invention.
4 is a view illustrating a method of manufacturing a stamp for manufacturing a nanostructure according to another embodiment of the present invention.
5 is a SEM (scanning electron microscopy) photograph of a cross-section of a nanochannel manufactured according to an embodiment of the present invention.
6 is an SEM (scanning electron microscopy) photograph of the surface of a nanostructure fabricated according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 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 이해되어야 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.
및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.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.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, .
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.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 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations 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.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 to which this invention belongs.
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. 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.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 나노 구조물 제조 방법을 상세히 설명한다.Hereinafter, a method for fabricating a nanostructure of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 출원인은 나노임프린트 리소그래피 기술을 사용하여 수십 나노미터(nm) 이하의 나노 구조물을 제조하기 위한 연구를 수행한 결과, 금속 촉매 박막과 식각용액의 접촉 부위를 스탬프로 통제하여 식각이 일어나는 부위를 한정할 수 있음을 발견하고 이를 심화하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다. The applicant of the present invention conducted a study to fabricate nanostructures of several tens of nanometers (nm) or less using nanoimprint lithography technology. As a result, the contact area between the metal catalyst thin film and the etching solution was controlled by stamping, The present invention has been completed based on this finding.
금속 촉매 식각의 원리를 금속 촉매 박막과 실리콘 기판에 대해서 기술하면 아래와 같다.The principle of metal catalytic etching is described below for a metal catalyst thin film and a silicon substrate.
금속 촉매 박막이 산화제(H2O2, KMnO4 등) 용액 안에 들어가면 산화제의 환원반응을 촉진시키는 촉매역할을 하게 되는데, 금속 촉매 박막이 덮인 실리콘 기판을 적절한 비율의 불산과 과수 혼합물로 구성된 실리콘 식각용액에 담그게 되면 하기 [반응식 1]과 같은 반응이 금속 촉매 박막 표면에서 일어난다. When the metal catalyst thin film is contained in a solution of an oxidizing agent (H 2 O 2 , KMnO 4, etc.), it acts as a catalyst promoting the oxidizing agent reduction reaction. The silicon substrate covered with the metal catalyst thin film is etched by a silicon etching When immersed in a solution, the reaction shown in
[반응식 1] [Reaction Scheme 1]
그리고 이렇게 생성된 자유 정공은 금속 촉매 박막이 덮여있는 실리콘 기판으로 확산된 후 실리콘 기판을 산화시키게 되고 이 산화된 실리콘 기판이 실리콘 기판 식각용액에 포함된 불산에 의해 식각되는 하기 [반응식 2]와 같은 반응이 일어난다.Then, the generated free holes are diffused into the silicon substrate on which the metal catalyst thin film is covered, and then the silicon substrate is oxidized, and the oxidized silicon substrate is etched by the hydrofluoric acid contained in the silicon substrate etching solution. The reaction takes place.
[반응식 2] [Reaction Scheme 2]
결국 금속 촉매 아래의 실리콘 기판에서의 식각 속도가 금속이 덮여있지 않은 실리콘 기판 부위의 식각 속도보다 빠르게 되고 금속 촉매 박막이 덮인 층이 가라앉게 되는데, 이를 금속 촉매 식각(Metal assisted chemical etching)이라고 한다. 금속 촉매 박막의 촉매반응에 의해 산화된 실리콘 기판 부위가 지속적으로 식각되기 위해서는 산화될 실리콘 원자가 실리콘 식각 용액과 지속적으로 접촉되어야 한다. As a result, the etching rate in the silicon substrate under the metal catalyst becomes faster than the etching rate in the portion of the silicon substrate where the metal is not covered, and the layer covered with the metal catalyst thin film sinks, which is called metal assisted chemical etching. In order for the oxidized silicon substrate region to be continuously etched by the catalytic reaction of the metal catalyst thin film, the silicon atoms to be oxidized must be in constant contact with the silicon etching solution.
도 1 (a)는 실리콘 기판에서 금속 촉매 식각 현상이 진행되는 두 가지 작용 양상을 나타낸 도면이다. 도 1 (a)를 참조하면, 금속 촉매 박막이 실리콘 기판을 덮은 상황에서 실리콘 식각 용액과 산화될 실리콘 원자가 지속적으로 접촉하여 금속 촉매 식각 반응이 진행되는 과정은 두 가지 작용 양상으로 일어날 수 있다. 첫 번째 작용 양상은 도 1 (a)에 모델 1로 표시된 바와 같이 금속과 실리콘의 경계면을 따라 실리콘 식각 용액과 산화될 실리콘 원자가 접촉하는 경우이며, 두 번째 작용 양상은 도 1 (a)에 모델 2로 표시된 바와 같이 산화될 실리콘 원자가 금속을 그대로 통과해서 실리콘 식각 용액과 접촉하는 경우이다. FIG. 1 (a) is a view showing two modes of operation in which a metal catalyst etching phenomenon proceeds in a silicon substrate. Referring to FIG. 1 (a), in the state where the metal catalyst thin film covers the silicon substrate, the process of the metal catalyst etch reaction by the silicon atom continuously contacted with the silicon atom to be oxidized may occur in two operation modes. The first mode of operation is a case in which a silicon atom to be oxidized is brought into contact with a silicon etching solution along the interface between metal and silicon as shown by
도 1 (b)는 금속 촉매 식각 현상의 작용양상을 스탬프로 통제하는 방법을 나타낸 도면이다. 도 1 (b)를 참조하면, 실리콘 기판 식각 용액에 반응하지 않는 물질로 구성된 베이스부를 포함하는 스탬프(201)에 금속 촉매 박막(220)으로 패턴을 구비한 후 실리콘 재질의 기판(100)과 밀착시킨 상태에서 식각용액에 침지하면, 도 1 (a)의 모델 2와 같은 작용 양상은 스탬프(201)에 의해 차단되어 금속 촉매 박막(220)이 덮은 층 바로 아래에서는 금속 촉매 식각이 일어나지 않고, 금속 촉매 박막의 가장자리(300) 부근에서만 도 1 (a)의 모델 1과 같은 작용 양상를 통해서 금속 촉매 식각이 일어날 수 있다. 이를 이용하여 금속 촉매 박막의 가장자리(300) 패턴과 같은 나노 채널을 제조할 수 있게 되는데, 제조된 채널의 폭은 금속 촉매 박막 패턴보다 훨씬 미세할 수 있다.FIG. 1 (b) is a view showing a method of controlling the action of the metal catalyst etching phenomenon with a stamp. Referring to FIG. 1 (b), a
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 구조물 제조 방법을 나타낸 도면이다.FIG. 2 illustrates a method of fabricating a nanostructure according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 구조물 제조 방법은 우선 도 2 (a)에 도시된 바와 같이 하나 이상의 금속 촉매 박막이 일면에 구비된 베이스부(210)를 포함하는 스탬프(201)를 기판에 밀착시켜, 베이스부(210)와 기판(100) 사이에 금속 촉매 박막(220)이 끼여있는 샌드위치 형태의 결합체를 형성한다. 기판(100)은 단결정 반도체 기판, III-V 화합물 반도체 기판, SOI(silicon on insulator) 기판, 게르마늄 기판, 실리콘-게르마늄 기판 중 선택된 어느 하나인 것을 사용할 수 있다. 이 때 베이스부(210)는 하기의 기판 식각용액에 의해서 식각되지 않는 물질로 이루어진 것으로, 보다 구체적으로는 단결정 반도체 기판, III-V 화합물 반도체 기판, 중합체기판, 유리기판, 금속기판 중 선택된 어느 하나인 것을 사용할 수 있다. 금속 촉매 박막(220)은 금속 촉매 식각 현상을 일으킬 수 있는 것으로, 보다 구체적으로는 금, 은, 백금, 철, 니켈, 코발트, 구리, 납 및 이들이 포함된 혼합물로부터 선택된 것일 수 있다.Referring to FIG. 2, a method of fabricating a nanostructure according to an exemplary embodiment of the present invention includes a step of forming a base (210) having at least one metal catalyst thin film on one surface thereof, as shown in FIG. 2 (a) 201 are brought into close contact with the substrate to form a sandwich-type bonded body in which the metal catalyst
한편, 상기 금속 촉매 박막(220)은 두께가 20~50nm인 것이 적정한데, 박막이 너무 두꺼우면 베이스부(210)로부터 떨어져 나갈 가능성이 커지고, 박막의 두께를 얇게 제조하고자 하면 증착 공정에서 패턴을 명확하게 하기 힘들기 때문이다. The thickness of the metal catalyst
다음에 도 2 (b)에 도시한 바와 같이 베이스부(210)와 기판(100) 사이에 금속 촉매 박막(220)이 끼여있는 샌드위치 형태의 결합체를 기판 식각용액에 침지하여, 금속 촉매 박막(220)의 가장자리에 유발된 식각 현상에 의해 기판에 나노 채널(110)을 형성한다. 기판 식각용액은 기판(100)을 식각시키기 적합하도록 것으로 보다 구체적으로는 불산, 황산, 과산화수소, 질산은, 염화금산칼륨, 염화금산, 염화백금산칼륨, 염화백금산, 제2질산철, 질산니켈, 질산마그네슘, 과황산나트륨, 과망간산칼륨, 중크롬산캄륨이 포함된 혼합용액을 선택할 수 있다. 기판 식각용액은 조성, 농도, 식각 온도, 식각 시간 중 어느 하나 이상을 변화시켜 나노 채널의 높이 및 배향을 조절하는 것을 특징으로 할 수 있다. 다만, 기판이 실리콘인 경우에는 불산이 기판 식각용액에 포함되어야 하고, 기판이 III-V 화합물 반도체 기판인 경우에는 황산이 기판 식각용액에 포함되어야 하는 제약이 있을 수 있다. 기판을 실리콘 기판으로 하고, 불산, 과산화수소 및 물을 40 : 3 : 60로 혼합하여 1시간 동안 샌드위치 형태의 결합체를 상온에서 식각한 경우에 250nm 내외의 깊이를 가지는 나노 채널을 형성 할 수 있는 것을 실험을 통해 확인할 수 있었다.Next, as shown in FIG. 2 (b), a sandwich-type bonded body in which the metal catalyst
다음, 도 2 (c)에서 도시한 바와 같이 샌드위치 형태의 결합체에서 스탬프(201)를 분리하고, 기판에 잔존하는 금속 촉매를 제거한다. 잔존하는 금속 촉매를 제거한 기판(100)에는 금속 촉매 박막 패턴의 가장자리의 형태로 나노 채널(110) 형성될 수 있다. 금속 촉매를 제거할 때는 해당 금속의 부식액을 사용할 수 있다.Next, as shown in Fig. 2 (c), the
본 발명의 일 실시예에 따른 나노 구조물 제조 방법에 사용되는 스탬프는 단부에 금속 촉매 박막이 구비된 돌출부를 적어도 하나 이상 가진 요철부를 포함하는 베이스부를 포함하는 스탬프일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 채널 제조 방법을 수행함에 있어서 이와 같은 스탬프를 사용하면 요철부를 포함하지 않는 베이스부를 포함한 스탬프에 비해서 적어도 두 가지 장점을 가질 수 있다. 첫 번째 장점은 기판 식각용액에 침지하였을 때 요철로 인하여 기판과 스탬프의 베이스 사이의 공간이 넓어져서 기판 식각 용액의 공급이 증대될 수 있는 것이다. 두 번째 장점은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 구조물 제조 방법으로 연속하여 복수의 기판을 가공하다가 돌출부 단부의 금속 촉매 박막 패턴이 손상된 경우, 금속 촉매 박막 패턴을 복구하는 공정이 쉬워질 수 있는 것이다. 요철부를 포함하지 않는 베이스부를 포함하는 스탬프의 경우에는 금속 촉매 박막 패턴을 복구하기 위해서 마스크 패턴을 형성하는 과정, 금속 촉매 박막을 증착하는 과정 및 마스크를 제거하는 과정을 모두 거쳐야 하므로 처음 스탬프의 베이스부에 금속 촉매 박막 패턴을 형성시키는 경우와 동일한 복잡도를 가질 수 있다. 그러나 단부에 금속 촉매 박막이 구비된 돌출부를 적어도 하나 이상 가진 요철부를 포함하는 베이스부를 포함하는 스탬프의 경우에는 금속 촉매 박막을 증착하는 단일 공정만으로도 상기 돌출부의 단부에 형성된 금속 촉매 박막 패턴이 훼손된 경우 복구할 수 있다. 위와 같은 금속 촉매 박막 증착의 과정에는 금속의 착체 또는 금속의 알콕사이드를 알코올 등의 용매에 용해시킨 후 스탬프 위에 도포하여 건조시켜 형성하거나 열증착, 스퍼터링 등의 금속 증착 방법을 이용할 수 있다.The stamp used in the method for fabricating a nanostructure according to an embodiment of the present invention may be a stamp including a base portion including a concavo-convex portion having at least one protrusion having a metal catalyst thin film at an end thereof. In performing the nanochannel manufacturing method according to an embodiment of the present invention, using such a stamp may have at least two advantages compared to a stamp including a base portion that does not include a concave-convex portion. The first advantage is that when the substrate is immersed in the etching solution, the space between the substrate and the base of the stamp is widened due to the unevenness, so that the supply of the substrate etching solution can be increased. A second advantage is that the process of recovering the metal catalyst thin film pattern can be facilitated if the metal catalyst thin film pattern at the end of the protrusion is damaged after continuously processing a plurality of substrates by the method of manufacturing a nanostructure according to an embodiment of the present invention . In the case of the stamp including the base portion not including the concave / convex portions, since the process of forming the mask pattern, depositing the metal catalyst thin film, and removing the mask are all required to recover the metal catalyst thin film pattern, It is possible to have the same complexity as in the case of forming the metal catalyst thin film pattern on the substrate. However, in the case of a stamp including a base portion including a concavo-convex portion having at least one projecting portion provided with a metal catalyst thin film at an end thereof, if the metal catalyst thin film pattern formed at the end of the projecting portion is damaged by a single process of vapor- can do. In the process of depositing the metal catalyst thin film, a metal complex or an alkoxide of a metal may be dissolved in a solvent such as alcohol and then coated on a stamp to be dried, or a metal deposition method such as thermal deposition or sputtering may be used.
이와 같이 단부에 금속 촉매 박막이 구비된 돌출부를 적어도 하나 이상 가진 요철부를 포함하는 베이스부를 포함하는 스탬프를 제조함에 있어서, 요철부의 깊이가 얕으면 금속 촉매 박막을 형성하는 요철부의 함몰된 부위가 금속 촉매 박막을 증착하는 과정에서 메워지고, 이로 인하여 단부의 금속 촉매 박막 패턴이 명료하지 않게 될 수 있다. 따라서, 요철부의 깊이는 금속 촉매 박막의 두께 보다 큰 것이 바람직한데, 구체적으로는 15μm~30μm이상일 수 있다.When the depth of the recesses and protrusions is shallow, the depressed portion of the recesses and protrusions forming the metal catalyst thin film is exposed to the outside of the metal catalyst Is buried in the process of depositing the thin film, and thus the metal catalyst thin film pattern at the end may become unclear. Therefore, it is preferable that the depth of the concave-convex portion is larger than the thickness of the metal catalyst thin film, specifically, it may be 15 占 퐉 to 30 占 퐉 or more.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 구조물 제조용 스탬프 제조방법을 나타낸 도면이다.3 is a view illustrating a method of manufacturing a stamp for manufacturing a nanostructure according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 스탬프 제조방법은 우선 도 3 (a)에 도시된 바와 같이 스탬프 기판(200) 상에 마스크 패턴(230)을 형성한다. 스탬프 기판(200)은 스탬프 기판 식각 용액에는 식각이 되지만, 기판 식각 용액에는 식각이 되지 않는 물질로 이루어진 것이 바람직하며, 구체적으로 기판이 실리콘으로 이루어진 경우에는 스탬프 기판은 인화인듐 기판, 중합체 기판으로 이루어질 수 있다. 마스크 패턴 형성에는 다양한 공정 기술이 이용될 수 있는데, 구체적으로는 광학 리소그래피와 나노임프린트 리소그래피 공정이 이용될 수 있고, 마스크 패턴을 위해 사용되는 물질은 포토 레지스트가 사용될 수 있다. Referring to FIG. 3, a stamp manufacturing method according to an embodiment of the present invention forms a
다음에 도 3 (b)에 도시한 바와 같이 스탬프 기판을 스탬프 기판 식각용액으로 식각하여 적어도 하나의 돌출부(212)를 가진 요철부(211)와 이를 포함하는 베이스부(210)를 형성한다. 스탬프 기판 식각용액은 스탬프 기판(200)을 식각시키기 적합한 것으로 보다 구체적으로는 스탬프 기판이 인화인듐인 경우에는 붕산, 인산 및 염산을 포함한 혼합용액을 선택할 수 있다. 스탬프 기판 식각용액은 조성, 농도, 식각 온도, 식각 시간 중 어느 하나 이상을 변화시켜 요철부(211)의 깊이를 조절하는 것을 특징으로 할 수 있다. 요철부(211)의 깊이는 형성될 금속 촉매 박막의 두께 보다 큰 것이 바람직한데, 구체적으로는 15μm~30μm이상일 수 있다. 스탬프 기판(200)을 인화인듐 기판으로 하고, 브롬산, 중크롬산칼륨(0.5M) 및 인산을 1 : 1 : 1로 혼합하여 12분 30초 동안 상온에서 식각한 경우에 15μm~30μm 내외의 깊이를 가지는 요철부를 가지게 할 수 있는 것을 실험을 통해 확인할 수 있었다.Next, as shown in FIG. 3 (b), the stamp substrate is etched with a stamp substrate etching solution to form a
다음, 도 3 (c)에 도시한 바와 같이 스탬프 기판의 마스크 패턴(230)을 제거한다. 마스크 패턴(230)을 제거하는 데에는 다양한 공정 기술이 이용될 수 있는데, 구체적으로는 아세톤 등의 유기용매를 사용하거나 O2 회분화(ashing) 기술이 이용될 수 있다. Next, the
그리고, 도 3 (d)에 도시한 바와 같이 돌출부(212)의 단부에 금속 촉매 박막(220)을 형성한다. 금속 촉매 박막은 앞서 설명한 바와 같이, 금, 은, 백금, 철, 니켈, 코발트, 구리, 납 및 이들이 포함된 혼합물로부터 선택된 것으로 그 두께가 20~50nm인 것이 적정할 수 있다. 금속 촉매 박막을 형성하는 공정은 금속의 착체 또는 금속의 알콕사이드를 알코올 등의 용매에 용해시킨 후 스탬프 위에 도포하여 건조시켜 형성하거나 열증착, 스퍼터링 등의 금속 증착 방법을 이용할 수 있다. 열증착 방법을 사용하는 경우, 금을 0.07nm/s 정도의 비교적 느린 속도로 증착하는 경우에 스탬프 기판에서 금속 촉매 박막이 안정적으로 형성되는 것을 실험을 통해서 확인할 수 있었다.3 (d), the metal catalyst
이와 같은 방법으로 단부에 금속 촉매 박막(220)이 구비된 돌출부(212)를 적어도 하나 이상 포함한 요철부(211)를 포함하는 베이스부(210)를 포함하는 스탬프를 제조할 수 있다.In this manner, a stamp including the
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 나노 구조물 제조용 스탬프 제조방법을 나타낸 도면이다. 도 4를 참조하면 도 4 (a) 내지 도 4 (c)까지는 도 3(a) 내지 도 3(c)에 대응된다. 즉 본 실시예서는 도 3 (a) 내지 도 3 (c)를 참조하여 설명한 바와 동일하게 스탬프 기판 상에 마스크 패턴을 형성한 후, 스탬프 기판을 스탬프 기판 식각용액으로 식각하여 적어도 하나의 돌출부를 가진 요철부와 이를 포함하는 베이스부를 형성하고, 스탬프 기판의 마스크 패턴을 제거하는 과정까지는 동일하다. 4 is a view illustrating a method of manufacturing a stamp for manufacturing a nanostructure according to another embodiment of the present invention. Referring to Fig. 4, Figs. 4 (a) to 4 (c) correspond to Fig. 3 (a) to Fig. 3 (c). That is, in this embodiment, a mask pattern is formed on a stamp substrate in the same manner as described with reference to FIGS. 3A to 3C, and then the stamp substrate is etched with a stamp substrate etching solution to form a pattern having at least one protrusion The process of forming the concave-convex portion and the base portion including the concave-convex portion and removing the mask pattern of the stamp substrate is the same.
그 후 본 실시예에서는 도 4 (d)에 도시한 바와 같이 스탬프 기판(200)에 접착제층(Adhesive Layer)을 형성한다. 단, 스탬프 기판(200)에 요철부(211)가 형성된 경우에는 스탬프 기판(200)의 요철부(211)에 접착제층(221)을 형성하는 것으로 표현 할 수 있다. 금속 촉매 박막(220)을 형성하기 위해서 선택되는 물질이 스탬프 기판(200)에 쉽게 증착되지 않거나 증착되더라도 금속 촉매 박막(220) 전체가 떨어져 나갈 수 있다. 따라서 금속 촉매 박막(220)을 형성하기 전에 스탬프 기판에 잘 접착되면서도 금속 촉매 박막을 형성하는 물질도 접착시킬 수 있는 물질로 접착제층(221)을 형성한다. 접착제층(221)을 이루는 물질은 구체적으로는 티타늄, 크롬, 니켈 및 이들이 포함된 혼합물로부터 선택될 수 있다. 접착제층(221)의 두께는 3nm 정도이면 효과를 볼 수 있지만, 안정성을 위해서 3nm~7nm 정도일 수 있다. 접착제층의 두께를 결정함에 있어서는 공정의 시간 및 비용이 증가하는 점과 접착제층에 의해 금속 촉매 식각(MACE) 반응이 방해되는 점을 고려할 수 있다. 열증착 방법을 사용하는 경우, 티타늄을 0.02nm/s 정도의 비교적 느린 속도로 증착하는 경우에 스탬프 기판에서 접착제층이 안정적으로 형성되는 것을 실험을 통해서 확인할 수 있었다. Then, in this embodiment, an adhesive layer is formed on the
그리고, 도 4 (e)에서 도시한 바와 같이 돌출부(212)의 단부에 금속 촉매 박막(220)을 형성한다. 도 4 (e)는 도 3 (d)에 대응되며, 본 실시예에서는 도 3(d)를 참조하여 설명한 바와 동일한 방법이 이용될 수 있다.4 (e), the metal catalyst
본 발명의 일 실시예에 따른 스탬프 제조방법은 리소그래피 방법과 금속 증착 기술을 이용하여 단부에 금속 촉매 박막이 구비된 돌출부를 적어도 하나 이상 가진 요철부를 포함하는 베이스부를 포함하는 스탬프를 제조할 수 있으며, 이와 같은 스탬프와 습식 화학 애칭공정을 사용한 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 구조물 제조방법은 기존의 나노임프린트 리소그래피 기술에 비교할 때, 도 5와 같은 형태의 미세한 나노 채널을 형성할 수 있다. 특히 V자 형태의 단면을 가지는 나노 채널을 적은 비용으로 비교적 손쉽게 형성할 수 있다. A stamp manufacturing method according to an embodiment of the present invention can manufacture a stamp including a base portion including a recessed portion having at least one protrusion having a metal catalyst thin film at an end thereof using a lithography method and a metal deposition technique, The nanostructure manufacturing method according to one embodiment of the present invention using the stamp and the wet chemical etching process can form a fine nanochannel as shown in FIG. 5 as compared with the conventional nanoimprint lithography technique. Particularly, a nanochannel having a V-shaped cross section can be relatively easily formed at a low cost.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 구조물 제조방법은 이-빔 리소그래피(E-beam lithography)나 스테퍼(stepper)공정을 사용하지 않아서 보다 적은 비용으로 나노 채널을 제조하는 것이 가능하다. 뿐만 아니라, 전술한 FIB 밀링기술과 달리 순차적 공정이 아니므로 웨이퍼의 직접도가 증가하더라도 시간과 비용이 증가하지 않으며, KOH가 포함된 식각용액을 사용하는 경우와 달리 결정방향과 관계없이 나노 채널을 제작할 수 있어 도 6과 같은 원모양의 나노 구조물도 제조할 수 있다. 이러한 장점들은 나노구조물 제작에 있어서 기존 공정들이 가지고 있던 문제점의 대부분을 동시에 개선한 것이라 할 수 있다.In addition, the method of fabricating a nanostructure according to an embodiment of the present invention does not use an E-beam lithography or a stepper process, thereby making it possible to manufacture a nanochannel at a lower cost. In addition, unlike the FIB milling technique described above, since the process is not a sequential process, the time and cost are not increased even when the directness of the wafer is increased. Unlike the case of using the etching solution containing KOH, So that a circular nano structure as shown in Fig. 6 can be manufactured. These advantages are at the same time improved most of the problems of existing processes in nanostructure fabrication.
본 발명의 일 실시예에 따른 나노구조물 제작 방법은 SSPs(Surface Plasmon polaritons)를 한점에 모을 수 있는 Plasmonic lens 및 DNA 분석용 나노 유체 채널(Nano-fluidic channel for DNA detection)을 FIB 밀링을 이용하지 않고 제작할 수 있게 함으로써 이들 제품의 산업적 이용을 앞당기는데 기여할 수 있다. A method of fabricating a nanostructure according to an embodiment of the present invention is a method for fabricating a nano-fluidic channel for DNA analysis and a plasmonic lens capable of collecting SSPs (Surface Plasmon polarities) at one point without using FIB milling Making it possible to accelerate the industrial utilization of these products.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It goes without saying that various modifications can be made.
100 : 기판
110 : 나노 채널
200 : 스탬프 기판
201 : 스탬프
210 : 베이스부
211 : 요철부
212 : 돌출부
220 : 금속 촉매 박막
221 : 접착제층
230 : 마스크 패턴
300 : 금속촉매 박막의 가장자리 부근 100: substrate
110: Nanochannel
200: stamp substrate 201: stamp
210: base portion 211: concave / convex portion 212:
220: metal catalyst thin film 221: adhesive layer
230: mask pattern
300: Near the edge of the metal catalyst thin film
Claims (21)
b) 상기 샌드위치 형태의 결합체를 기판 식각용액에 침지하여, 상기 금속 촉매 박막의 가장자리(300)에 유발된 식각 현상에 의해 상기 기판에 상기 금속 촉매 박막 가장자리의 경계선을 따라 나노 채널(110)을 형성시키는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 구조물 제조 방법.A method for manufacturing a nanostructure, comprising the steps of: a) contacting a substrate (100) with a stamp (201) for manufacturing a nanostructure including a base part (210) having at least one metal catalyst thin film (220) on one surface, Forming a sandwich-type bonded body in which a thin film is sandwiched; And
b) forming a nano channel 110 along the boundary line of the edge of the metal catalyst film on the substrate by etching phenomena induced in the edge 300 of the metal catalyst film by immersing the combined body of the sandwich type in a substrate etching solution; ;
≪ / RTI >
상기 베이스부(210)는 적어도 하나의 돌출부(212)를 가진 요철부(211)를 포함하며,
상기 돌출부(212)의 단부에 상기 금속 촉매 박막(220)이 구비되고,
상기 돌출부(212)의 평면도는 형성시키고자 하는 상기 나노 채널의 패턴인 것을 특징으로 하는 나노 구조물 제조 방법.The method according to claim 1,
The base 210 includes a protrusion 211 having at least one protrusion 212,
The metal catalyst thin film 220 is provided at an end of the protrusion 212,
Wherein the planar view of the protrusion (212) is a pattern of the nanochannel to be formed.
상기 요철부(211)의 깊이는 15μm~30μm인 것을 특징으로 하는 나노 구조물 제조 방법.3. The method of claim 2,
Wherein the depth of the concave and convex portion (211) is 15 占 퐉 to 30 占 퐉.
상기 금속 촉매 박막(220)과 상기 베이스부(210) 사이에 접착제층(221)이 구비된 것을 특징으로 하는 나노 구조물 제조방법.The method of claim 1, wherein
Wherein an adhesive layer (221) is provided between the metal catalyst thin film (220) and the base part (210).
상기 접착제층(221)은 티타늄, 크롬, 니켈 및 이들이 포함된 혼합물로부터 선택된 것을 특징으로 하는 나노 구조물 제조 방법.5. The method of claim 4,
Wherein the adhesive layer (221) is selected from titanium, chromium, nickel, and mixtures thereof.
상기 접착제층(221)은 두께가 3nm~7 nm인 것을 특징으로 하는 나노 구조물 제조 방법.5. The method of claim 4,
Wherein the adhesive layer (221) has a thickness of 3 nm to 7 nm.
상기 b) 단계 이후에
c) 상기 샌드위치 형태의 결합체에서 상기 스탬프(201)를 분리하고, 상기 기판에 잔존하는 금속 촉매를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 구조물 제조 방법.The method according to claim 1,
After step b)
c) separating the stamp (201) from the sandwich-type assembly and removing the metal catalyst remaining on the substrate.
상기 금속 촉매 박막(220)은 금, 은, 백금, 철, 니켈, 코발트, 구리, 납, 알루미늄, 팔라듐 및 이들이 포함된 혼합물로부터 선택된 것을 특징으로 하는 나노 구조물 제조방법.The method according to claim 1,
Wherein the metal catalyst thin film 220 is selected from gold, silver, platinum, iron, nickel, cobalt, copper, lead, aluminum, palladium and mixtures thereof.
상기 금속 촉매 박막(220)은 두께가 20nm~50 nm인 것을 특징으로 하는 나노 구조물 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein the metal catalyst thin film (220) has a thickness of 20 nm to 50 nm.
상기 기판(100)은 단결정 반도체 기판, III-V 화합물 반도체 기판, SOI(silicon on insulator) 기판, 게르마늄 기판, 실리콘-게르마늄 기판 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 나노 구조물 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein the substrate 100 is a single crystal semiconductor substrate, a III-V compound semiconductor substrate, a silicon on insulator (SOI) substrate, a germanium substrate, or a silicon-germanium substrate.
상기 베이스부(210)는 단결정 반도체 기판, III-V 화합물 반도체 기판, 중합체기판, 유리기판, 금속기판 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 나노 구조물 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein the base portion 210 is one of a single crystal semiconductor substrate, a III-V compound semiconductor substrate, a polymer substrate, a glass substrate, and a metal substrate.
상기 기판 식각용액은 불산, 황산, 과산화수소, 질산은, 염화금산칼륨, 염화금산, 염화백금산칼륨, 염화백금산, 제2질산철, 질산니켈, 질산마그네슘, 과황산나트륨, 과망간산칼륨, 중크롬산칼륨이 포함된 혼합용액인 것을 특징으로 하는 나노 구조물 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein the substrate etching solution is a mixed solution containing at least one of hydrofluoric acid, sulfuric acid, hydrogen peroxide, silver nitrate, potassium chloroaurate, chloroauric acid, chloroplatinic acid, chloroplatinic acid, chloroplatinic acid, ferric nitrate, nickel nitrate, magnesium nitrate, sodium persulfate, potassium permanganate and potassium bichromate Wherein the nanostructure is a solution.
b) 상기 스탬프 기판(200)을 스탬프 기판 식각용액으로 식각하여 적어도 하나의 돌출부(212)를 가진 요철부(211)와 이를 포함하는 베이스부(210)를 형성하는 단계;
c) 상기 스탬프 기판의 상기 마스크 패턴(230)을 제거하는 단계; 및
d) 상기 돌출부의 단부에 금속 촉매 박막(220)을 형성하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 구조물 제조용 스탬프 제조방법.a) forming a mask pattern (230) on a stamp substrate;
b) etching the stamp substrate (200) with a stamp substrate etching solution to form a recessed portion (211) having at least one protrusion (212) and a base portion (210) including the recessed portion (211);
c) removing the mask pattern (230) of the stamp substrate; And
d) forming a metal catalyst thin film (220) on the end of the protrusion
Wherein the method comprises the steps of:
c)단계와 d)단계의 사이에
상기 스탬프 기판(200)에 접착제층(221)을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 구조물 제조용 스탬프 제조방법.The method of claim 13, wherein
between step c) and step d)
Further comprising the step of forming an adhesive layer (221) on the stamp substrate (200).
상기 접착제층(221)은 티타늄, 크롬, 니켈 및 이들이 포함된 혼합물로부터 선택된 것을 특징으로 하는 나노 구조물 제조용 스탬프 제조방법.15. The method of claim 14,
Wherein the adhesive layer (221) is selected from titanium, chromium, nickel, and mixtures thereof.
상기 접착제층(221)은 두께가 3nm~7nm인 것을 특징으로 하는 나노 구조물 제조용 스탬프 제조방법.15. The method of claim 14,
Wherein the adhesive layer (221) has a thickness of 3 nm to 7 nm.
상기 스탬프 기판(200)은 단결정 반도체 기판, III-V 화합물 반도체 기판, 중합체기판, 유리기판, 금속기판 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 나노 구조물 제조용 스탬프 제조방법.14. The method of claim 13,
Wherein the stamp substrate (200) is any one of a single crystal semiconductor substrate, a III-V compound semiconductor substrate, a polymer substrate, a glass substrate, and a metal substrate.
상기 스탬프 기판 식각용액은 불산, 황산, 염산, 질산, 붕산, 인산 및 이들이 포함된 혼합용액 인 것을 특징으로 하는 나노 구조물 제조용 스탬프 제조방법.14. The method of claim 13,
Wherein the stamp substrate etching solution is a mixed solution containing hydrofluoric acid, sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, boric acid, phosphoric acid, and a mixture thereof.
b) 단계에서 형성된 상기 요철부(211)는
상기 요철부의 깊이가 15μm~30μm인 것을 특징으로 하는 나노 구조물 제조용 스탬프 제조방법.14. The method of claim 13,
The concave and convex portions 211 formed in the step b)
Wherein the depth of the concave-convex portion is 15 占 퐉 to 30 占 퐉.
d) 단계에서 형성된 상기 금속 촉매 박막(220)은
금, 은, 백금, 철, 니켈, 코발트, 구리, 납, 알루미늄, 팔라듐 및 이들이 포함된 혼합물로부터 선택된 것을 특징으로 하는 나노 구조물 제조용 스탬프 제조방법.14. The method of claim 13,
The metal catalyst thin film 220 formed in step d)
Gold, silver, platinum, iron, nickel, cobalt, copper, lead, aluminum, palladium and mixtures thereof.
d) 단계에서 형성된 상기 금속 촉매 박막(220)은
두께가 20nm~50 nm인 것을 특징으로 하는 나노 구조물 제조용 스탬프 제조방법.14. The method of claim 13,
The metal catalyst thin film 220 formed in step d)
And a thickness of 20 nm to 50 nm.
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