금속 선 격자 디바이스 제조 방법
Method for manufacturing metal line grid device
특허 요약
기판 상에 자기조립 단분자막 나노 패턴을 형성하는 단계; 및 자기조립 단분자막 나노 패턴이 형성된 기판에 무전해 도금을 이용하여 자기조립 단분자막 나노 패턴 사이에 금속 선 격자를 형성하거나 자기조립 단분자막 나노 패턴을 시드층으로 사용하여 무전해 전기 도금에 의해 자기조립 단분자막 나노 패턴 상에 금속 선 격자를 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 선 격자 디바이스 제조 방법이 개시되어 있다.
청구항
번호청구항
1

(가) 기판 상에 자기조립 단분자막 나노 패턴을 형성하는 단계; 및 (나) 상기 자기조립 단분자막 나노 패턴이 형성된 기판에 무전해 전기 도금을 이용하여 자기조립 단분자막 나노 패턴 사이에 금속 선 격자를 형성하는 단계; 및(다) 자기조립 단분자막을 성장시켜 상기 자기조립 단분자막 나노 패턴의 자기조립 단분자막 높이를 증가시키고 무전해 전기 도금을 이용하여 금속 선 격자의 높이를 증가시키는 공정을 반복하는 단계;를 포함하는 금속 선 격자 디바이스 제조 방법.

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제1항에 있어서, 상기 (가) 단계에서 상기 자기조립 단분자막 나노 패턴 형성은, 마이크로 컨택 프린팅(micro contact printing)을 이용하며,상기 마이크로 컨택 프린팅에 의해 형성된 상기 자기조립 단분자막 나노 패턴의 두께는 1-10nm 범위내인 금속선 격자 디바이스 제조 방법.

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제1항에 있어서, 상기 (가) 단계에서 상기 자기조립 단분자막 나노 패턴 형성은, 마이크로 컨택 프린팅(micro contact printing)을 이용하며,상기 (가) 단계의 상기 자기조립 단분자막 나노 패턴 형성 단계는, 자기조립 단분자막(SAM)을 상기 자기조립 단분자막 나노 패턴에 대응하는 나노 패턴을 가지는 마이크로 컨택 프린팅(micro contact printing)용 스탬프에 부착시키는 단계; 및 상기 스탬프에 부착된 자기조립 단분자막을 상기 기판 위에 마이크로 컨택 프린팅하여 자기조립 단분자막 나노 패턴을 형성하는 단계;를 포함하며, 상기 자기조립 단분자막을 상기 스탬프에 부착시키는 단계는,상기 스탬프를 자기조립 단분자막 용액에 담궈 자기조립 단분자막이 상기 스탬프에 부착되도록 하는 단계; 및스탬프를 건조시키는 단계;를 포함하는 금속 선 격자 디바이스 제조 방법.

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제1항에 있어서, 상기 기판은 자기조립 단분자막 재료와 화학적 흡착이 가능한 기판으로, SiO2 기판 및 산소를 제공하는 물질로 표면 처리된 광학적으로 투명한 플라스틱 기판 중 어느 하나이고,상기 자기조립 단분자막은 실란계 화합물 계열의 물질을 포함하는 금속 선 격자 디바이스 제조 방법.

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제1항에 있어서, 상기 기판 상에 자기조립 단분자막 재료와의 결합력을 높이기 위한 결합력 증진층;을 더 포함하며,상기 자기조립 단분자막 나노 패턴은 상기 결합력 증진층 상에 형성되며,상기 자기조립 단분자막 나노 패턴을 형성하는 물질은 alkanethiol 계열의 물질인 금속선 격자 디바이스 제조 방법.

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제6항에 있어서, 상기 자기조립 단분자막은 CH3(CH2)nSH : n = 11~25 물질을 포함하는 금속 선 격자 디바이스 제조 방법.

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제6항에 있어서, 상기 자기조립 단분자막 나노 패턴 이외의 상기 결합력 증진층 영역을 제거하고, 무전해 전기 도금을 이용하여 금속 선 격자를 형성하는 금속 선 격자 디바이스 제조 방법.

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제6항에 있어서, 상기 자기조립 단분자막 나노 패턴 이외의 상기 결합력 증진층 영역을 그대로 둔 채 무전해 전기 도금을 이용하여 금속 선 격자를 형성하며, 상기 결합력 증진층은 무전해 전기 도금이 가능한 금속으로 이루어진 금속 선 격자 디바이스 제조 방법.

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제9항에 있어서, 상기 결합력 증진층은 Cu, Pt, Au, Ag, Ni, Pd, Co 및 이들 중 적어도 하나를 포함하는 합금으로 이루어진 그룹 중에서 선택적 적어도 어느 하나를 포함하는 금속층인 금속선 격자 디바이스 제조 방법.

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제1항에 있어서, 상기 (나) 단계에서의 금속 선 격자는 은액과 포도당 및 주석산을 포함하는 환원액을 이용한 무전해 전기 도금에 의해 상기 기판 상에 형성되는 금속선 격자 디바이스 제조 방법.

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제1항에 있어서, 상기 기판 상의 적어도 상기 금속 선 격자를 형성할 위치에 시드층을 더 포함하며,상기 (나) 단계에서의 금속 선 격자는, 은액과 주석산을 포함하는 환원액을 이용한 무전해 전기 도금에 의해 상기 시드층 상에 형성되는 금속선 격자 디바이스 제조 방법.

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제12항에 있어서, 상기 시드층은 SnCl2를 포함하는 금속선 나노 격자 디바이스 제조 방법.

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(가) 기판 상에 자기조립 단분자막 나노 패턴을 형성하는 단계;(나) 상기 자기조립 단분자막 나노 패턴을 시드층으로 사용하여 무전해 전기 도금에 의해 상기 자기조립 단분자막 나노 패턴 상에 금속 선 격자를 형성하는 단계; 다) 상기 금속 선 격자 사이의 영역의 기판 상에 자기조립 단분자막을 흡착시켜 자기조립 단분자막 영역을 형성시키는 단계; 및(라) 자기조립 단분자막을 성장시켜 상기 자기조립 단분자막 영역의 자기조립 단분자막 높이를 증가시키고 무전해 전기 도금을 이용하여 금속 선 격자의 높이를 증가시키는 공정을 반복하는 단계;를 포함하는 금속 선 격자 디바이스 제조 방법.

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제14항에 있어서, 상기 (다) 단계에서의 자기조립 단분자막 영역을 형성시키는 단계는,상기 기판에 전하를 띠게 하기 위해 전처리 물질을 흡착시키는 단계와;상기 전처리 물질에 전처리 물질과 반대 전하를 띠는 제1자기조립 단분자막 물질을 흡착시키는 단계;를 포함하는 금속 선 격자 디바이스 제조 방법.

17

제16항에 있어서, 상기 제1자기조립 단분자막 물질과 반대 전하를 띠는 제2자기조립 단분자막 물질을 흡착시키는 단계;를 더 포함하며,상기 (라)단계에서의 자기조립 단분자막 성장은, 상기 제1자기조립 단분자막 물질과 상기 제2자기조립 단분자막 물질을 교대로 반복적으로 흡착하여 이루어지는 금속 선 격자 디바이스 제조 방법.

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제17항에 있어서, 상기 전처리 물질은 3-aminopropyldimethylethoxysilane을 포함하고, 상기 제1자기조립 단분자막 물질은 PAH를 포함하고, 상기 제2자기조립 단분자막 물질은 PVS를 포함하는 금속선 격자 디바이스 제조 방법.

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제14항에 있어서, 상기 (가) 단계에서 상기 자기조립 단분자막 나노 패턴 형성은, 마이크로 컨택 프린팅(micro contact printing)을 이용하며,상기 자기조립 단분자막 나노 패턴 형성 단계는, 자기조립 단분자막(SAM)을 상기 자기조립 단분자막 나노 패턴에 대응하는 나노 패턴을 가지는 마이크로 컨택 프린팅(micro contact printing)용 스탬프에 부착시키는 단계; 및 상기 스탬프에 부착된 자기조립 단분자막을 상기 기판 위에 마이크로 컨택 프린팅하여 자기조립 단분자막 나노 패턴을 형성하는 단계;를 포함하는 금속 선 격자 디바이스 제조 방법.

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제19항에 있어서, 상기 자기조립 단분자막을 상기 스탬프에 부착시키는 단계는,상기 스탬프를 자기조립 단분자막 용액에 담궈 자기조립 단분자막이 상기 스탬프에 부착되도록 하는 단계; 및스탬프를 건조시키는 단계;를 포함하는 금속 선 격자 디바이스 제조 방법.

21

제14항에 있어서, 상기 기판은 자기조립 단분자막 재료와 화학적 흡착이 가능한 기판이고,상기 자기조립 단분자막 나노 패턴을 형성하는데 사용되는 자기조립 단분자막은 실란계 화합물 계열의 물질인 triethoxysilylundecanal을 포함하는 금속 선 격자 디바이스 제조 방법.

22

제14항에 있어서, 상기 (나) 단계에서의 금속 선 격자는 은액과 포도당 및 주석산을 포함하는 환원액을 이용하여 상기 자기조립 단분자막 나노 패턴 상에 무전해 전기 도금에 의해 형성되는 금속선 격자 디바이스 제조 방법.

23

제1항, 제3 내지 제14항 또는 제16항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판은 광학적으로 투명한 기판으로, SiO2 기판 및 산소를 제공하는 물질로 표면 처리된 광학적으로 투명한 플라스틱 기판 중 어느 하나인 금속선 격자 디바이스 제조 방법.

24

제1항, 제3 내지 제14항 또는 제16항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속선 격자 디바이스는 와이어 그리드 편광자인 금속선 격자 디바이스 제조 방법.

25

제1항, 제3항 내지 제14항 또는 제16항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 (다) 단계의 자기조립 단분자막을 성장시키고 무전해 전기 도금을 이용하여 금속 선 격자의 높이를 증가시키는 공정은, 금속 선 격자의 높이가 100nm 이상이 될 때까지 반복하는 금속선 격자 디바이스 제조 방법.

26

제25항에 있어서, 상기 금속선 격자 디바이스는 와이어 그리드 편광자인 금속선 격자 디바이스 제조 방법.

27

제26항에 있어서, 상기 금속선 격자의 주기는 사용하는 광의 파장의 반보다 작은 주기를 갖도록 형성된 금속선 격자 디바이스 제조 방법.

28

제26항에 있어서, 상기 금속선 격자는 2:1 내지 3:1 이상의 종횡비를 갖도록 형성된 금속선 격자 디바이스 제조 방법.

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