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KR101088359B1 - 나노임프린트를 이용한 패턴 형성방법 - Google Patents

나노임프린트를 이용한 패턴 형성방법 Download PDF

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KR101088359B1
KR101088359B1 KR1020100026302A KR20100026302A KR101088359B1 KR 101088359 B1 KR101088359 B1 KR 101088359B1 KR 1020100026302 A KR1020100026302 A KR 1020100026302A KR 20100026302 A KR20100026302 A KR 20100026302A KR 101088359 B1 KR101088359 B1 KR 101088359B1
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metal
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김기돈
최준혁
이지혜
이응숙
전소희
박성제
이순원
김사라
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한국기계연구원
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Abstract

본 발명은 나노임프린트를 이용한 패턴형성방법에 관한 것으로서, 본 발명의 제1실시형태에 의한 나노임프린트를 이용한 패턴 형성방법은, 기판상에, 금속원소에 에너지선 또는 열 중 적어도 하나에 의하여 분해가능한 유기물 리간드가 결합하여 이루어진 금속-유기물 전구체 조성물을 코팅하는 단계; 몰드를 상기 코팅된 금속-유기물 전구체 조성물상에 가압하는 단계; 가열 또는 에너지선 조사 중 적어도 하나의 방법을 이용하여 상기 조성물에 패턴을 임프린팅하여, 상기 기판상에 금속 산화박막 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 금속 산화박막 패턴의 전면을 건식 식각에 의하여 에칭하는 단계를 포함하며, 상기 에칭단계에 의하여 상기 금속 산화박막 패턴 중 오목부(凹部)에 해당하는 부분의 기판이 함께 식각됨으로써, 상기 금속 산화박막 패턴의 두께 방향으로의 단면 형상에 상응하는 요철로 이루어진 패턴이 상기 기판 자체에 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 광 추출 효율이 극대화된 나노 패턴을 형성할 수 있고, 금속 산화물 이외에 정밀하고 미세한 패턴 형성이 요구되는 재질로 패턴을 형성할 수 있으며, 아울러, 나노막대의 정밀한 정렬 및 밀도 조절이 용이하게 수행될 수 있다.

Description

나노임프린트를 이용한 패턴 형성방법{METHOD OF FORMING PATTERNS USING NANOIMPRINT}
본 발명은 나노임프린트를 이용한 패턴형성방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 발광다이오드(LED), 액정표시장치(LCD), 태양전지, 일렉트로크로믹(EC) 소자 등에 사용되는 소정의 기판상에 나노임프린트 방식을 이용하여 간단하게 패턴을 형성하고, 형성된 패턴을 건식식각에 의하여 에칭함으로써, 다양한 구현 형태의 최종 미세 패턴을 형성하기 위한 패턴형성방법에 관한 것이다.
최근, 전자제품의 경박 단소화 추세에 따라 인쇄회로기판 역시 미세 패턴화, 소형화 및 다층 적층에 의한 팩키지화가 동시에 진행되고 있다.
지금까지 널리 알려져 있는 미세 패터닝 제작기술 중 하나는 포토리소그래피(photolithography)로서, 이러한 포토리소그래피 기술은 포토레지스트(photoresist) 박막이 입혀진 기판 위에 패턴을 형성하는 방법이다.
이때 형성되는 패턴의 크기는 광학적 회절 현상에 의하여 제한받게 되며, 해상도 또는 분해능은 포토레지스트의 두께와 사용되는 광선의 파장에 의하여 결정된다. 따라서, 구성 소자의 집적도가 높아질수록 미세패턴을 형성하기 위하여 짧은 파장을 사용한 노광기술이 요구된다.
그러나, 종래의 이러한 포토리소그래피 기술을 사용할 경우, 포토레지스트를 패터닝함에 따라 빛에 의한 간섭 효과의 영향으로 포토레지스트 패턴 자체와 그로 인하여 형성된 패턴 사이에 물리적인 변형이 발생하거나, 공정 중에 발생하는 불순물과 포토레지스트가 반응하여 포토레지스트가 침식됨으로써 패턴이 변형되는 문제점이 발생하였다.
상술한 바와 같이, 최근의 인쇄회로기판의 고집적화에 따라, 이러한 포토리소그래피의 한계가 드러나게 되어, 이를 극복할 수 있는 새로운 미세 패턴의 형성하는 방법이 요구되고 있다.
나노임프린트(nano-imprint) 기술은 이러한 포토리소그래피 공정의 문제점을 위하여 제시된 것으로서, 초미세 가공인 나노 레벨(1 ~ 100nm)로의 패턴 선폭을 기판상에 패터닝하기 위하여 제안된 기술이며, 기판 위에 광경화성 수지 또는 열경화성 수지를 도포한 후, 상대적으로 강도가 큰 물질로 이루어지며, 나노 크기의 요철을 포함하는 몰드를 상기 도포된 수지층 상에 가압하고, 자외선 또는 열을 가하여 이를 경화시킴으로써 마치 도장 찍듯이 패턴을 기판에 전사하는 기술을 말한다.
이러한 나노임프린트 인쇄방식을 적용할 경우, 상술한 포토리소그래피 방식의 한계를 극복하고, 10nm 수준의 미세 패턴을 간단하게 제조할 수 있어, 차세대 반도체 및 평판 디스플레이 분야의 인쇄 패턴 형성에 활용할 수 있을 것으로 기대되고 있다.
상기 나노임프린트 인쇄방식은, 우선 패턴을 형성할 미세 요철이 형성된 마스터 몰드 상에 광경화성 또는 열경화성 수지를 도포하고, 여기에 UV 또는 열을 가하여 상기 광경화성 또는 열경화성 수지를 경화시킨 후, 마스터 몰드를 제거하여 1차적인 패턴을 형성하고, 여기에 금속 산화박막 패턴을 형성하기 위한 금속 산화물 전구체 등을 충진하는 방식을 적용할 수 있다.
아울러, 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED) 소자의 광결정(Photonic Crystal) 구조 형성 만으로는, LED 소자의 광 추출 효율의 극대화에 있어 한계가 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 바람직한 전도성 및 기계적 강도를 갖춘 금속 산화박막 패턴을 간단한 방법으로 형성하고, 광 추출 효율이 향상된 패턴을 제공함에 있다.
또한, 본 발명은, 탄소 또는 금속 막대를 이용한 패턴화 박막 형성시에, 미세 패턴을 정밀하게 형성하기 위한 패턴 형성방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
본 발명은 상기 목적을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 제1실시형태에 의한 나노임프린트를 이용한 패턴 형성방법은, 기판상에, 금속원소에 에너지선 또는 열 중 적어도 하나에 의하여 분해가능한 유기물 리간드가 결합하여 이루어진 금속-유기물 전구체 조성물을 코팅하는 단계; 몰드를 상기 코팅된 금속-유기물 전구체 조성물상에 가압하는 단계; 가열 또는 에너지선 조사 중 적어도 하나의 방법을 이용하여 상기 조성물에 패턴을 임프린팅하여, 상기 기판상에 금속 산화박막 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 금속 산화박막 패턴의 전면을 건식 식각에 의하여 에칭하는 단계를 포함하며, 상기 에칭단계에 의하여 상기 금속 산화박막 패턴 중 오목부(凹部)에 해당하는 부분의 기판이 함께 식각됨으로써, 상기 금속 산화박막 패턴의 두께 방향으로의 단면 형상에 상응하는 요철로 이루어진 패턴이 상기 기판 자체에 형성되는 것을 특징으로 한다.
이처럼, 기판 자체에 패턴을 형성함으로써, 기판 요철에 산란 센터가 형성되기 때문에, 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제2실시형태에 따르면, 기판상에, 금속원소에 에너지선 또는 열 중 적어도 하나에 의하여 분해가능한 유기물 리간드가 결합하여 이루어진 금속-유기물 전구체 조성물을 코팅하는 단계; 몰드를 상기 코팅된 금속-유기물 전구체 조성물상에 가압하는 단계; 가열 또는 에너지선 조사 중 적어도 하나의 방법을 이용하여 상기 조성물에 패턴을 임프린팅하여, 상기 기판상에 금속 산화박막 패턴을 형성하는 단계; 상기 금속 산화박막 패턴의 전면을 건식 식각하여, 상기 금속 산화박막 패턴 중 오목부(凹部)에 해당하는 부분을 에칭에 의하여 제거하는 단계; 상기 제거된 오목부를 포함하는 잔류 금속 산화박막 패턴의 전면에, 진공 증착방식에 의하여 증착 박막 패턴을 형성하는 단계; 및 불산(HF) 또는 완충 산화물 에칭제(buffered oxide etchant, BOE) 중 적어도 하나의 에칭제를 사용하여, 상기 잔류 금속 산화박막 패턴을 선택적으로 제거함으로써, 상기 증착 박막 패턴을 남기는 단계를 포함하는 나노임프린트를 이용한 패턴 형성방법이 제공된다.
상기 본 발명의 제2실시형태에 있어서, 상기 증착 박막 패턴은, 금속 또는 탄소로 이루어진 것이 바람직하며, 상술한 바와 같이 금속 산화물 이외에 정밀하고 미세한 패턴 형성이 요구되는 재질로 패턴을 형성하기 위하여 상기 제2실시형태의 패턴 형성방법이 적용될 수 있다.
여기서, 상기 기판은 Si 또는 SiO2로 이루어진 기재상에 Ni, Cu, Pt, Pd 또는 Co가 단독 또는 2종 이상 조합하여 이루어진 박막이 증착되어 이루어지고, 상기 증착 박막 패턴은 그라핀(graphene)으로 이루어지며, 상기 진공 증착방식은 화학기상증착법(CVD)으로 수행되는 것이 바람직하다.
본 발명의 제2실시형태에 의하면, 손쉬운 방법으로 금속 산화물 이외의 물질, 바람직하게는 탄소, 특히 바람직하게는 그라핀(graphen)으로 이루어진 증착 박막 패턴을 정밀하게 패터닝할 수 있다.
또한, 여기서, 상기 진공 증착방식은, 물리기상증착법(PVD), 화학기상증착법(CVD), 스퍼터링법, 이온빔 증착법 중에서 선택되는 증착법을 다양하게 이용할 수 있다.
아울러, 상기 잔류 금속 산화박막 패턴 제거단계 이후, 폴리머를 상기 잔류 증착 박막 패턴상에 캐스팅하여, 이를 상기 폴리머에 이동시킴과 동시에, 상기 기판을 에칭하는 단계를 더 포함함으로써, 폴리머 상에 이동된 증착 박막 패턴을 자유로이 이용할 수 있게 되어 바람직하다.
즉, 예를 들어 소정의 몰드를 패턴된 박막 상단 테두리에 형성하고, 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS) 용융액을 그 위에 부은 후, PDMS를 경화시킨 후 몰드를 제거하면, 경화된 PDMS 하단에 패턴된 박막이 이동하게 되며, 이를 원하는 기판상에 스탬핑함으로써, 자유로이 패턴된 박막의 이동이 가능하다.
또한, 본 발명의 제3실시형태에 따르면, 기판상에, 금속원소에 에너지선 또는 열 중 적어도 하나에 의하여 분해가능한 유기물 리간드가 결합하여 이루어진 금속-유기물 전구체 조성물을 코팅하는 단계; 몰드를 상기 코팅된 금속-유기물 전구체 조성물상에 가압하는 단계; 가열 또는 에너지선 조사 중 적어도 하나의 방법을 이용하여 상기 조성물에 패턴을 임프린팅하여, 상기 기판상에 금속 산화박막 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 금속 산화박막 패턴 상에 금속 산화물 나노막대를 성장시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노임프린트에 의한 패턴 형성방법이 제시된다.
여기서, 필요에 따라, 상기 금속 산화박막 패턴 형성단계 이후, 상기 금속 산화박막 패턴의 전면을 건식 식각하여, 상기 금속 산화박막 패턴 중 오목부(凹部)에 해당하는 부분을 에칭에 의하여 제거하는 단계를 더 포함하며, 상기 금속 산화물 나노막대 성장 단계는, 상기 금속 산화박막 패턴 중 잔류한 볼록부(凸部) 상에 상기 금속 산화물 나노막대를 성장시킬 수 있다. 즉, 상기 금속 산화박막 패턴 전면에 금속 산화물 나노막대를 성장시킬 수도 있고, 오목부를 제거한 후 잔류하는 볼록부 상에만 이를 형성할 수도 있다.
이러한 본 발명의 제3실시형태에 따르면, 나노막대의 정밀한 정렬 및 밀도 조절이 용이하게 수행되는 장점이 있다.
상기 본 발명의 제3실시형태에 있어서, 상기 금속 산화물 나노막대는, Zn, Sn, Ti, Si, Al, Zr, Ni, Cu, Cr, Fe, Co, Ba 중 적어도 하나의 금속의 산화물로 이루어진 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 제1 내지 제3 실시형태에 있어서, 상기 금속-유기물 전구체 조성물에 있어서 사용되는 상기 유기물 리간드는, 열 또는 에너지선에 의하여 분해가능한 에틸헥사노에이트(ethyl hexanoate), 아세틸아세토네이트(acetylacetonate), 디알킬디티오카바메이트(dialkyldithiocarbamate), 카르복실산(carboxylic acid), 카르복실레이트(carboxylate), 파라딘(pyridine), 디아민(diamine), 아르신(arsine), 디아르신(diarsine), 포스핀(phosphine), 디포스핀(diphosphine), 부톡사이드(butoxide), 이소프로폭사이드(isopropoxide), 에톡사이드(ethoxide), 클로라이드(chloride), 아세테이트(acetate), 카르보닐(carbonyl), 카르보네이트(carbonate), 하이드록사이드(hydroxide), 방향족 탄화수소(aromatic hydrocarbon, arene), 베타-디케토네이트(beta-diketonate), 2-니트로벤잘디하이드(2-nitrobenzaldehyde), 아세테이트 디하드드레이트(acetate dihydrate) 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하며, 상기 조성물은 유기용매를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 금속 산화박막 패턴 형성단계 이후에, 상기 금속 산화박막 패턴을 소성하는 단계를 더 포함하는 것이 열처리에 의한 패턴의 미세화 또는 치밀화를 위하여 바람직하다.
본 발명에 따르면, 광 추출 효율이 극대화된 나노 패턴을 형성할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 금속 산화물 이외에 정밀하고 미세한 패턴 형성이 요구되는 재질로 패턴을 형성할 수 있다.
아울러, 본 발명에 따르면, 나노막대의 정밀한 정렬 및 밀도 조절이 용이하게 수행될 수 있다.
도 1은, 본 발명의 제1실시형태에 의한 나노임프린트를 이용한 패턴 형성방법을 개략적으로 나타낸 도면
도 2는, 자외선 조사 시 금속-유기물 전구체 조성물로부터 금속 산화박막이 형성되는 메커니즘을 예시적으로 도시한 모식도
도 3은, 본 발명의 제2실시형태에 의한 나노임프린트를 이용한 패턴 형성방법을 개략적으로 나타낸 도면
도 4는, 본 발명의 제2실시형태에 의한 나노임프린트를 이용한 패턴 형성방법을 이용한 그라핀 패턴 형성방법을 나타낸 도면
도 5는, 본 발명의 제3실시형태에 의한 나노임프린트를 이용한 패턴 형성방법을 개략적으로 나타낸 도면
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 의한 나노임프린트를 이용한 패턴 형성방법을 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은, 본 발명의 제1실시형태에 의한 나노임프린트를 이용한 패턴 형성방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제1실시형태에 의한 나노임프린트를 이용한 패턴 형성방법은, 금속-유기물 전구체 조성물 코팅단계(S1), 몰드 가압단계(S2), 패턴 형성을 위한 임프린트 단계(S3), 에칭단계(S4)를 포함하여 이루어진다. 이러한 패턴형성방법을 순차적으로 설명하면, 아래와 같다.
금속-유기물 전구체 조성물 코팅단계(S1)는, 도 1의 (a)에 나타낸 바와 같이, 기판(10)상에 금속원소에 에너지선 또는 열 중 적어도 하나에 의하여 분해가능한 유기물 리간드가 결합하여 이루어진 금속-유기물 전구체 조성물(30)을 코팅하는 단계이다.
상기 금속-유기물 전구체 조성물 코팅단계(S1)를 수행함으로써, 몰드(20)를 사용한 임프린트 단계(S3) 이후에 희망하는 패턴 형상을 갖춘 금속 산화박막을 형성할 수 있다.
사용되는 기판(10)은, 반도체, 디스플레이, 태양전지용으로 사용되는 여하한 기판을 제한 없이 사용할 수 있으며, 예를 들어 실리콘, 갈륨비소(GaAs), 갈륨인(GaP), 갈륨비소인(GaAsP), 실리카, 사파이어, 석영, 유리 기판와 같은 무기 물질, 또는, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리노르보넨, 폴리아크릴레이드, 폴리비닐알콜, 폴리이미드, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에테르셀폰과 같은 투명 폴리머로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명에서 사용되는 상기 금속-유기물 전구체(30)는, 종래에 사용되었던 유기계 임프린트 조성물과는 달리, 플라즈마, 자외선 또는 전자선 등의 에너지선이나 열을 가할 경우 경화되는 것이 아니라, 금속원소에 유기물 리간드가 결합하여 이루어진 킬레이트 화합물 형태를 가진 것으로서, 열이나 에너지선이 가하여질 경우, 배위 결합되어 있는 유기물이 광분해 또는 열분해 반응에 의하여 분해되어 금속만이 남게 되고, 이러한 금속이 대기 중의 산소와 결합하여 금속 산화물로 이루어진 금속 산화박막 패턴(31)을 형성하게 되는 특성을 가진다.
따라서, 고분자 수지 등의 유기물이 경화되고, 이를 매개로 금속 산화물 박막이 형성되는 복잡한 공정을 거치지 않고서도, 금속 산화박막 패턴(31)이 직접 기판(10)에 형성될 수 있으며, 이러한 공정의 단순화뿐만이 아니라, 바람직한 전도성 및 기계적 강도를 갖춘 금속 산화박막 패턴을 정밀하게 형성할 수 있게 된다.
이러한 금속-유기물 전구체 조성물은, 금속원소-유기물 리간드로 이루어진 킬레이트 화합물과 조성물 전체의 점도 조절을 위한 소정의 용매를 포함하여 이루어진다. 상기 금속-유기물 전구체 조성물은 기판(10)상에 스핀코팅(spin coating), 딥코팅(deep coating), 스프레이 코팅(spray coating), 용액 적하(dropping), 디스펜싱(dispensing)의 방법 등 공지의 코팅방법을 이용하여 코팅될 수 있다. 또한, 상기 금속-유기물 전구체 조성물에 의하여 형성된 금속-유기물 전구체(30)는 잔류 용매를 제거하기 위하여 가열 건조될 수 있다.
도 2는 자외선 조사 시 금속-유기물 전구체 조성물로부터 금속 산화박막이 형성되는 메커니즘을 예시적으로 도시한 모식도이다. 도 2를 참조하여 상기 광분해 반응을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 2에서 M은 하나 또는 그 이상의 금속원소이며, 예를 들어, 하나의 금속 Ti을 포함하는 금속-유기물 전구체 조성물은 TiO2 박막을 형성할 수 있고, 둘 이상의 금속으로서 예를 들어 Pb, Zr, Ti를 포함하는 금속-유기물 전구체는 Pb(ZrxTi1 -x)O3 박막을 형성할 수 있다.
도 2에서는 M(II) 2-에틸헥사노에이트의 금속-유기물 전구체를 일례로 도시하였는데, 자외선을 조사하게 되면 (a)에 나타난 바와 같은 과정의 개시반응(initiation)이 일어나고, M(II) 2-ethylhexanoate는 M(I) 2-ethylhexanoate, CO2, ㆍC7H15로 광분해 하게 된다. 자외선을 계속 조사하면 계속된 광화학반응에 의해 M2 +, CO2 와 리간드(ligand)의 쪼개짐(cleavage)이 일어나게 되고, 생성된 CO2는 휘발하게 되며, 개시반응에 의해 형성된 ㆍC7H15 라디칼은 두 번째 반응기구인 성장반응을 유도하게 된다. 즉, (b)에서 보듯이 유기 광반응인 수소분리(hydrogen abstraction)에 의해 M(I) 2-ethylhexanoate, C7H14, C7H16과 같이 결합 해리(bond dissociation) 반응을 일으키게 되고 반응이 진행됨에 따라 최종적으로 M2 +만 남게 되어 공기 중의 산소와 결합, 금속 산화박막을 형성하게 된다.
여기서, 상기 금속원소는 여하한 금속이 제한 없이 사용될 수 있으며, 예를 들어 리튬(Li), 베릴륨(Be), 붕소(B), 나트륨(Na), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 규소(Si), 인(P), 황(S), 칼륨(K), 칼슘(Ca), 스칸듐(Sc), 타타늄(Ti), 바나듐(V), 이트륨(Y), 크롬(Cr), 망간(Mn), 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni), 구리(Cu), 아연(Zn), 갈륨(Ga), 게르마늄(Ge), 비소(As), 셀레늄(Se), 류비듐(Rb), 스트론튬(Sr), 지르코늄(Zr), 니오브(Nb), 몰리브덴(Mo), 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 인듐(In), 주석(Sn), 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) 중 하나의 원소가 단독으로, 또는 2종 이상 조합되어 이루어질 수 있다.
상기 금속원소에 대한 유기물 리간드로서는, 에틸헥사노에이트(ethyl hexanoate), 아세틸아세토네이트(acetylacetonate), 디알킬디티오카바메이트(dialkyldithiocarbamate), 카르복실산(carboxylic acid), 카르복실레이트(carboxylate), 파라딘(pyridine), 디아민(diamine), 아르신(arsine), 디아르신(diarsine), 포스핀(phosphine), 디포스핀(diphosphine), 부톡사이드(butoxide), 이소프로폭사이드(isopropoxide), 에톡사이드(ethoxide), 염소(chloride), 아세테이트(acetate), 카르보닐(carbonyl), 카르보네이트(carbonate), 하이드록사이드(hydroxide), 방향족 탄화수소(aromatic hydrocarbon, arene), 베타-디케토네이트(beta-diketonate), 2-니트로벤잘디하이드(2-nitrobenzaldehyde), 아세테이트 디하이드레이트(acetate dihydrate) 중 어느 하나의 유기 화합물 단독으로 또는 2종 이상 조합되어 이루어질 수 있으며, 광 분해 또는 열 분해 특성을 감안하여 본 발명에서는 특히 에틸헥사노에이트(ethyl hexanoate), 아세틸아세토네이트(acetylacetonate), 디알킬디티오카바메이트(dialkyldithiocarbamate), 부톡사이드(butoxide), 이소프로폭사이드(isopropoxide), 에톡사이드(ethoxide), 베타-디케토네이트(beta-diketonate), 2-니트로벤잘디하이드(2-nitrobenzaldehyde), 아세테이트 다이하이드레이트(acetate dihydrate) 등이 단독 또는 조합되어 이루어진 것을 사용할 수 있다.
이러한 금속-유기물 킬레이트 화합물에 있어서, 금속과 유기물의 함량비는, 유기물 리간드 5 내지 95중량%와 나머지 금속원소로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 금속-유기물 전구체 조성물에 사용되는 용매로서는, 다양한 용매가 제한 없이 사용될 수 있으나, 헥산(hexanes), 4-메틸-2펜타논 (4-methyl-2-pentanone), 케톤(ketone), 메틸이소부틸케톤(methyl isobutyl ketone), 메틸에틸케톤(methyl ethyl ketone, MEK), 물(water), 메탄올(methanol), 에탄올(ethanol), 프로판올(propanol), 이소프로판올(isopropanol), 부탄올(buthanol), 펜탄올(pentanol), 헥산올(hexanol), 디메틸설폭사이드 (Dimethyl sulfoxide, DMSO), 디메틸포름아마이드(Dimethylformamide, DMF), 아세톤(acetone), 테트라히드로퓨란(Tetrahydrofuran, THF), 2-메톡시에탄올(2-methoxyethanol) 등을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 금속-유기물 킬레이트 화합물과 용매의 비율은, 용매 5 내지 95중량%와 나머지 금속-유기물 킬레이트 화합물로 이루어진다.
이러한 금속-유기물 전구체에 사용되는 금속-유기물 킬레이트 화합물로서는, 티타늄(Ⅵ)(n-부톡사이드)2(2-에틸헥사노에이트)2[Ti(Ⅵ)(n-butoxide)2(2-ethylhexanoate)2, 주석(Ⅱ) 2-에틸헥사노에이트[Sn(Ⅱ) 2-ethylhexanoate], 지르코늄 (Ⅵ) 2-에틸헥사노에이트[Zr(Ⅵ) 2-ethylhexanoate] 등을 일례로 들 수 있다.
몰드 가압단계(S2)는, 소정의 패턴형상에 대응하는 요철 패턴(21)이 형성된 몰드(20)를 상기 코팅된 금속-유기물 전구체 조성물상에 가압하는 단계이다.
상기 몰드(20)는 실리카(SiO2), 석영(Quartz), 또는 고분자로 이루어질 수 있으며, 고분자 몰드의 일례로 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS), 폴리우레탄 아크릴레이트 (polyurethane acrylate, PUA), 폴리테트라플루오로에틸렌 (Polytetrafluoroethylene, PTFE), 에틸렌테트라플루오로에틸렌 (Ethylene Tetrafluoroethylene, ETFE) 또는 퍼플로로알킬 아크릴레이트 (Perfluoroalkyl acrylate, PFA)를 들 수 있다. 아울러, 필요에 따라 상기 기판은 반도체, 세라믹스, 금속 또는 이들의 조합으로 이루어질 수도 있다.
후술하는 패턴형성을 위한 임프린트 단계(S3)에서의 처리 방법에 따라, 몰드(20)를 투명 재질로 구성할 수도 있고, 불투명 재질로 구성할 수도 있다. 즉, 패턴형성을 위한 임프린트 단계(S3)에서, 자외선, 플라즈마 또는 전자선 등의 에너지선 조사 방식을 적용할 경우 몰드(20)가 투명 재질로 이루어지는 것이 바람직하며, 가열 방식을 적용할 경우에는 불투명 재질로 구성하여도 무방하다.
몰드(20)의 제작방법은 판재(plate) 형태의 소재 일면에 형상 가공 공정을 통하여 각 구조물을 각인하여 제작하거나 또는 별개의 구조물들을 각각 제작하여 판재 형태의 소재에 부착하여 성형하는 등, 해당 분야의 공지된 가공방법이 특별히 한정되지 않고 적용될 수 있다. 이러한 형상 가공 공정으로서는 전자빔 리소그래피, 포토리소그래피, 다이싱(dicing), 레이저, RIE(reactive ion etching) 또는 에칭 공정 등이 이용될 수 있다. 몰드(20)에 형성된 요철 패턴(21) 표면에는 선택적으로 이형제를 도포함으로써, 후속 공정에서 몰드(20)를 금속 산화박막 패턴(31)으로부터 용이하게 분리할 수도 있다.
패턴형성을 위한 임프린트 단계(S3)는, 가열 또는 에너지선 조사 중 적어도 하나의 방법을 이용하여 상기 조성물(30)에 요철 패턴(21)을 임프린팅하여, 상기 기판(10)상에 금속 산화박막 패턴(31)을 형성하는 단계이다.
이러한 패턴형성을 위한 임프린트 단계(S3)는 도 1의 (c)에 나타낸 바와 같이, 조성물(30) 위에 가압된 몰드(20) 상에 열을 가하거나, 에너지선을 조사하거나, 또는 이들을 동시에 수행하면, 상술한 바와 같이 조성물(30) 내에서의 유기 리간드의 열분해 반응 또는 광분해 반응에 의하여 유기물이 제거되고, 잔존한 금속과 대기 중 산소의 산화 반응에 의하여 금속 산화물로 이루어진 박막, 즉 금속 산화박막 패턴(31)이 형성된다. 이후, 도 1의 (d)에 나타낸 바와 같이, 몰드(20)를 금속 산화박막 패턴(31)으로부터 제거한다.
조성물(30) 가열시에는, 히터 등의 소정의 가열수단을 이용하여 30℃ ~ 350℃의 온도로 가압된 금속-유기물 전구체 조성물(30)을 가열한다. 여기서, 가열시간은 15초 ~ 2시간의 범위 내에서 시간을 조절하여 가열할 수 있다.
한편, 조성물(30)에 자외선을 조사하거나, 상기 가열과 동시에 자외선을 조사하는 경우, 자외선 조사를 위한 노광장치로서 KrF (248 nm), ArF(193 nm), F2 (157 nm)로 구성된 레이저계 노광장치 또는 G-line (436 nm), I-line (365 nm) 로 구성된 램프계 노광장치를 이용할 수 있다. 여기서, 자외선 조사시간은 1초 내지 10시간의 범위 내에서 시간을 조절하여 조사할 수 있으며, 이러한 자외선 조사는 상온에서 수행될 수 있다.
가열과 동시에 자외선을 조사하면 금속 산화박막 패턴(31)을 형성하는 공정시간을 절감할 수 있다.
에칭단계(S4)는, 도 1의 (e) 내지 (h)에 나타낸 바와 같이, 금속 산화박막 패턴(31)의 전면을 건식 식각(dry etching)에 의하여 에칭하는 단계로서, 상기 에칭단계(S4)에 의하여 상기 금속 산화박막 패턴(31) 중 오목부(凹部)(31a)에 해당하는 부분의 기판(10)이 함께 식각됨으로써, 상기 금속 산화박막 패턴의 두께 방향으로의 단면 형상에 상응하는 요철로 이루어진 패턴이 상기 기판(10) 자체에 형성된다. 다시 말해, 이러한 에칭단계(S4)는, 이미 형성된 금속 산화박막 패턴(31)을 기판 에칭의 에칭 마스크로서 사용하는 공정이다.
즉, 도 1의 (e)에 나타낸 바와 같이, 금속 산화박막 패턴(31)에 대한 건식 식각을 지속적으로 수행하면, 도 1의 (f)에 나타낸 바와 같이 금속 산화박막 패턴(31)의 오목부(31a)가 완전히 제거되고, 식각을 계속 진행하면, 도 1의 (g) 및 (h)에 나타낸 바와 같이 오목부(31a) 아래의 기판의 표면이 선택적으로 식각되어, 최종적으로 금속 산화박막 패턴(31)의 볼록부(31b)가 완전히 제거될 경우, 기판(10) 자체에 패턴이 형성된 형태를 가지게 된다.
이때, 금속 산화박막 패턴(31)의 볼록부(31b)를 건식 식각에 의하여 완전히 제거할 수도 있지만, 금속 산화박막 패턴(31)의 볼록부(31b)를 완전히 제거하지 않고 최소 두께만큼 남겨둔 상태에서, 상기 잔류 패턴(31)을 불산(HF) 또는 또는 완충 산화물 에칭제(buffered oxide etchant, BOE) 등의 약품을 사용하여 제거할 수도 있다.
이렇게 기판(10) 자체에 패턴을 형성할 경우, 즉 기판 에칭을 수행하는 경우, 요철이 형성된 기판이 되며, 이러한 기판(10)을 발광소자(LED)에 적용하면, 패턴된 사파이어 기판의 요철을 통한 산란센터를 형성함으로써, 광 추출효율의 극대화가 가능하다.
본 발명에서는 기판(10) 자체에 미세한 패턴을 정밀하게 형성하고, 이렇게 형성된 패턴에 의하여 광 추출효율이 향상된 LED 소자를 제조할 수 있게 된다. 여기서, 이러한 광 추출효율 극대화를 위하여 특히 바람직한 기판(10)의 재질로서는 사파이어, 갈륨비소(GaAs) 등을 들 수 있다. 상술한 바와 같이, 패터닝한 사파이어 기판의 요철을 통한 산란센터를 형성함으로써, 광 추출효율 향상에 기여할 수 있다. 또한, 질화물 반도체(GaN)를 에피 성장하는데 있어서 가장 문제가 되고 있는 점이 사파이어와 GaN의 격자 상수 및 열팽창계수 차이에 의한 심각한 결함 발생이다. 이를 얼마나 감소시킬 수 있는가 하는 문제는 광 효율 문제뿐만 아니라 신뢰성의 문제와도 연결되어 있으므로 매우 중요하다. 이런 신뢰성 문제 및 광 효율 향상을 위해서는 사파이어 기판의 패턴 형성이 필요하다.
도 3은, 본 발명의 제2실시형태에 의한 나노임프린트를 이용한 패턴 형성방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제2실시형태에 의한 나노임프린트를 이용한 패턴 형성방법은, 금속-유기물 전구체 조성물 코팅단계(S10), 몰드 가압단계(S20), 패턴형성을 위한 임프린트 단계(S30), 에칭단계(S40), 증착 박막 패턴 형성단계(S50) 및 잔류 금속 산화박막 패턴 제거단계(S60)를 포함하여 이루어지며, 추가적으로 패턴 이동단계(S70, 미도시)가 더 포함될 수 있다.
여기서, 금속-유기물 전구체 조성물 코팅단계(S10) 내지 패턴형성을 위한 임프린트 단계(S30)는 상기 제1실시형태에 의한 패턴 형성방법의 S1 내지 S3 단계와 동일하게 수행하며, 에칭단계(S40)는, 제1실시형태에 의한 패턴 형성방법의 S4 단계에 있어서, 기판 에칭까지는 진행하지 않고, 오목부(凹部)에 해당하는 부분을 에칭에 의하여 제거하는 수준으로만 에칭을 수행한다.
증착 박막 패턴 형성단계(S50)는 상기 제거된 오목부(31a) 및 잔류하는 볼록부(31b)를 포함하는 잔류 금속 산화박막 패턴(31)의 전면에, 진공 증착방식에 의하여 증착 박막 패턴(32)을 형성하는 단계이다. 즉, 증착 박막 패턴 형성단계(S50)를 통하여, 도 3의 (g)에 나타낸 바와 같이, 금속 산화박막 패턴(31)에 있어서 제거된 오목부(31a)에 의하여 노출된 기판(10)과, 아직까지 제거되지 않고 잔류하는 볼록부(31b)에 소정 두께의 증착 박막 패턴(32)이 형성된다.
잔류 금속 산화박막 패턴 제거단계(S60)는, 도 3의 (h)에 나타낸 바와 같이, 불산(HF) 또는 완충 산화물 에칭제(buffered oxide etchant, BOE) 중 적어도 하나의 에칭제를 사용하여, 상기 잔류 금속 산화박막 패턴(31b)을 선택적으로 제거함으로써, 상기 증착 박막 패턴(32)을 남기는 단계이다.
금속 산화박막 패턴(31)의 특성상, 불산 또는 BOE 등의 에칭제에 의하여 제거되는 반면, CVD 등으로 증착된 박막 패턴(32)은 상기 에칭제에 의해서도 제거되지 않기 때문에, 결과적으로는 잔류 금속 산화박막 패턴(31b)만이 제거되고, 증착 박막 패턴(32)은 기판(10) 상에 잔류하게 되어 새로운 패턴을 형성한다. 즉, 본 발명의 제2실시형태에 의한 나노임프린트를 이용한 패턴 형성방법에 의하면, 금속 산화박막 패턴(31)을 패터닝 마스크로 사용하여 금속 산화물 이외의 새로운 물질을 이용하여 패턴을 형성할 수 있다.
또한, 특히 후술하는 그라핀(graphene) 등의 탄소 재질로 이루어진 패턴을 형성하는 경우에 있어서, 본 발명의 제2실시형태에 의한 나노임프린트를 이용한 패턴 형성방법은 패턴 이동단계(S70, 미도시)를 더 포함할 수 있는데, 이러한 패턴 이동단계(S70)는, 소정의 몰드를 패턴된 박막 상단 테두리에 형성하고, 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS) 등의 폴리머 용융액을 그 위에 부은 후, 폴리머를 경화시킨 후 몰드를 제거하면, 경화된 폴리머 하부에 패턴된 박막이 이동하게 되며, 이를 원하는 기판상에 스탬핑함으로써, 자유로이 패턴된 박막의 이동이 가능하다. 즉, 예를 들어 그라핀은 일반적으로 Ni, Cu, Pt, Pd 또는 Co 박막 상에 형성될 수 있는데, 패턴 이동단계(S70)는 이러한 기판에 형성된 그라핀 패턴을 PDMS 등의 폴리머에 이동시키고, 이를 이용하여 원하는 기판상에 자유롭게 스탬핑하기 위하여 수행되는 것이다.
여기서, 진공 증착방식이란, 물리기상증착법(PVD), 화학기상증착법(CVD), 스퍼터링법, 이온빔 증착법 중에서 선택되는 공지의 증착법을 모두 아우르며, 이러한 증착법을 이용하여 형성된 증착 박막 패턴(32)은, 상기 금속 산화물로 이루어진 금속 산화박막(31)과는 다른 물질로 이루어진 패턴이다. 즉, 금속 산화박막(31)의 임프린트로 미세한 패턴을 형성한 이후, 금속 산화물 이외의 다른 재질로 동일한 수준의 미세 패턴을 형성하고자 하는 경우에 상기 본 발명의 제2실시형태에 의한 나노임프린트 패턴 형성방법을 적용할 수 있다.
형성되는 증착 박막 패턴(32)은, 금속 또는 탄소가 단독 또는 혼합되어 이루어진 것일 수 있다. 특히, 이러한 박막 중에서도, 특히 최근에 각광받고 있는 재질인 그라핀(graphene)을 증착하는 것이 바람직하다.
그라핀은 그 양자 전자 이송(quantum electronic transport), 전환가능한 밴드갭, 극도로 높은 활동성(mobility), 고탄성, 전자역학적 변조(electromechanical modulation) 등의 뛰어난 물성 때문에 많은 관심을 받고 있다.
최근에는 화학적으로 그라파이트 결정 또는 그라핀 산화물로부터 유래된 이차원 조립 또는 실리콘 카바이드 혹은 루테늄 상에서의 에피텍셜 성장(epitaxial growth)을 통해 대면적 그라핀 패턴을 제조하는 방법이 제시되고 있으나, 이러한 방법으로 형성된 박막은 이론적으로 예상되는 것보다 훨씬 큰 시트 저항(sheet resistance)을 보이는 문제점이 있었다.
이에, 김근수 등의 논문(Nature vol. 457, 2009.2.5., pp706 ~ 710)에서는, SiO2/Si 표면에 300nm 이하의 Ni이 이온빔 증착에 의하여 적층된 기판을 1000℃로 가열한 후, CH4:H2:Ar=50:65:200의 혼합 가스를 주입하고, 상온까지 급냉하는 방식의 CVD법에 의하여 그라핀을 증착하는 방식을 통해, 시트 저항이 280Ω 미만으로 감소된 그라핀 패턴을 형성할 수 있음을 제시하였다.
구체적으로, 본 발명은 CVD법을 이용하되, 상기 논문에서 제시하였던 것과는 달리, 상기 본 발명의 제2실시형태에 의한 패턴 형성방법을 이용하여 그라핀 패턴을 형성하는 방법을 제시하고자 한다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 의한 그라핀 패턴 형성방법은, SiO2 및/또는 Si 기재(1)상에 Ni층(2)이 증착된 기판(10)을 준비하고(a), 여기에 상기 S10 내지 S40의 방법을 이용하여 TiO2 금속 산화박막 패턴(31)을 형성한 후(b), S50 단계를 통해 패턴이 형성된 기판을 1000℃로 가열하면서 CVD법으로 그라핀 증착 박막 패턴(32)을 증착하고(c), S60 단계를 통하여 불산(HF)을 이용하여 TiO2 금속 산화박막 패턴(31)을 선택적으로 제거하는 공정(d)을 거쳐 수행된다.
이렇게 기판(10)상에 형성된 그라핀 증착 박막 패턴(32)을 별도의 기판, 예를 들어 실리콘 기판 또는 폴리머 기판에 전사하기 위하여, 몰드(60)를 기판(10)의 테두리에 설치하고, 폴리머 용융액, 예를 들어 PDMS 용융액을 몰드(60) 내에 주입한 후, 이를 경화시켜 폴리머 박막(40)을 형성하면, 캐스팅된 폴리머 박막(40)의 하부에 상기 증착 박막 패턴(32)이 붙게 되고, 이후 Si(1)/Ni(2) 적층 기판(10)을 FeCl3 또는 산을 이용하여 에칭/제거함으로써, 상기 별도의 기판에 스탬핑 가능한 그라핀 패턴을 형성할 수 있다. 또한, 이러한 그라핀 패턴은 반도체 메모리 소자에 바람직하게 적용될 수 있다.
도 5는, 본 발명의 제3실시형태에 의한 나노임프린트를 이용한 패턴 형성방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제3실시형태에 의한 나노임프린트를 이용한 패턴 형성방법은, 금속-유기물 전구체 조성물 코팅단계(S100), 몰드 가압단계(S200), 패턴형성을 위한 임프린트 단계(S300), 에칭단계(S400) 및 금속 산화물 나노막대 성장단계(S500)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 금속-유기물 전구체 조성물 코팅단계(S100) 내지 에칭단계(S400)는 상기 제2실시형태에 의한 패턴 형성방법의 S10 내지 S40 단계와 동일하게 수행하며, 금속 산화물 나노막대 성장단계(S500)를 더 수행하는 것이 본 발명의 제3실시형태에 의한 나노임프린트를 이용한 패턴 형성방법의 특징이다. 여기서, 에칭단계(S400)는 선택적으로 수행할 수 있다.
금속 산화물 나노막대 성장단계(S500)는, 상기 금속 산화박막 패턴(31) 중 잔류한 볼록부(凸部)(31b) 상에 금속 산화물 나노막대(50)를 성장시키는 단계이며, 이러한 본 발명의 제3실시형태에 의한 나노임프린트를 이용한 패턴 형성방법을 적용할 경우, 잔류한 볼록부(凸部)(31b)가 금속 산화물 나노막대를 성장시키기 위한 성장점(growth point)로서 작용하다. 즉, 금속 산화 박막 패턴(31)이 잔류한 곳에서만 금속 산화물 나노막대(50)가 성장하기 때문에, 나노막대의 정렬 및 밀도 조절이 용이해진다는 장점을 가진다.
여기서, 상기 금속 산화물 나노막대(50)는, Zn, Sn, Ti, Si, Al, Zr, Ni, Cu, Cr, Fe, Co, Ba 등의 금속이 단독 또는 2종 이상 조합되어 이루어진 금속 물질의 산화물로 이루어지며, 바람직하게는 ZnO, TiO2, SnO2 등의 금속 산화물로 이루어질 수 있다. 이러한 금속 산화막대(50)를 금속 분말 등의 시드(seed) 상에 성장시키는 방법은 공지의 방법을 제한 없이 사용할 수 있다.
한편, 상기 제1 내지 제3 실시형태에 의한 나노임프린트에 의한 패턴 형성방법에 있어서, 금속 산화박막 패턴 형성단계(S3, S30, S300) 이후에, 상기 금속 산화박막 패턴을 열처리 또는 소성하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
이처럼 소성단계를 더 포함함으로써, 기판(10) 위에 패턴된 금속 산화박막 패턴(31)의 선폭, 높이, 잔류층의 두께 및 굴절률을 제어할 수 있다. 즉, 소성 시간 및 온도의 조절을 통해 패턴의 선폭, 높이, 잔류층의 두께 및 굴절율을 제어할 수 있으며, 아울러, 패턴의 치밀화를 도모할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예를 중심으로 상세하게 설명하였다. 그러나 본 발명의 권리범위는 상기 실시예에 한정되는 것은 아니라 첨부된 특허청구범위내에서 용이하게 변환 또는 삭제 가능한 범위까지 포함하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 가능한 다양한 변형 가능한 범위까지 본 발명의 청구 범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
10 : 기판 20 : 몰드
30 : 금속-유기물 전구체 조성물 31 : 금속 산화박막 패턴
32 : 증착 박막 패턴 40 : 폴리머 기판
50 : 금속 산화물 나노막대 60 : 패턴 이동용 몰드

Claims (11)

  1. 삭제
  2. 기판상에, 금속원소에 에너지선 또는 열 중 적어도 하나에 의하여 분해가능한 유기물 리간드가 결합하여 이루어진 금속-유기물 전구체 조성물을 코팅하는 단계;
    몰드를 상기 코팅된 금속-유기물 전구체 조성물상에 가압하는 단계;
    가열 또는 에너지선 조사 중 적어도 하나의 방법을 이용하여 상기 조성물에 패턴을 임프린팅하여, 상기 기판상에 금속 산화박막 패턴을 형성하는 단계;
    상기 금속 산화박막 패턴의 전면을 건식 식각하여, 상기 금속 산화박막 패턴 중 오목부(凹部)에 해당하는 부분을 에칭에 의하여 제거하는 단계;
    상기 제거된 오목부를 포함하는 잔류 금속 산화박막 패턴의 전면에, 진공 증착방식에 의하여 증착 박막 패턴을 형성하는 단계; 및
    불산(HF) 또는 완충 산화물 에칭제(buffered oxide etchant, BOE) 중 적어도 하나의 에칭제를 사용하여, 상기 잔류 금속 산화박막 패턴을 선택적으로 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노임프린트를 이용한 패턴 형성방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 증착 박막 패턴은, 금속 또는 탄소로 이루어진 것을 특징으로 하는 나노임프린트를 이용한 패턴 형성방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 진공 증착방식은, 물리기상증착법(PVD), 화학기상증착법(CVD), 스퍼터링법, 이온빔 증착법 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 나노임프린트를 이용한 패턴 형성방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 잔류 금속 산화박막 패턴 제거단계 이후,
    몰드를 이용하여 폴리머를 상기 잔류 증착 박막 패턴상에 캐스팅하여, 상기 잔류 증착 박막 패턴을 상기 폴리머에 이동시킴과 동시에, 상기 기판을 에칭하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나노임프린트를 이용한 패턴 형성방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 기판은 Si 또는 SiO2로 이루어진 기재상에 Ni, Cu, Pt, Pd 또는 Co 중 적어도 하나로 이루어진 박막이 증착되어 이루어지고,
    상기 증착 박막 패턴은 그라핀(graphene)으로 이루어지며,
    상기 진공 증착방식은 화학기상증착법(CVD)으로 수행되는 것을 특징으로 하는 나노임프린트를 이용한 패턴 형성방법.
  7. 기판상에, 금속원소에 에너지선 또는 열 중 적어도 하나에 의하여 분해가능한 유기물 리간드가 결합하여 이루어진 금속-유기물 전구체 조성물을 코팅하는 단계;
    몰드를 상기 코팅된 금속-유기물 전구체 조성물상에 가압하는 단계;
    가열 또는 에너지선 조사 중 적어도 하나의 방법을 이용하여 상기 조성물에 패턴을 임프린팅하여, 상기 기판상에 금속 산화박막 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 금속 산화박막 패턴 상에 금속 산화물 나노막대를 성장시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노임프린트에 의한 패턴 형성방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 금속 산화박막 패턴 형성단계 이후,
    상기 금속 산화박막 패턴의 전면을 건식 식각하여, 상기 금속 산화박막 패턴 중 오목부(凹部)에 해당하는 부분을 에칭에 의하여 제거하는 단계를 더 포함하며, 상기 금속 산화물 나노막대 성장 단계는, 상기 금속 산화박막 패턴 중 잔류한 볼록부(凸部) 상에 상기 금속 산화물 나노막대를 성장시키는 것을 특징으로 하는 나노임프린트에 의한 패턴 형성방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 금속 산화물 나노막대는, Zn, Sn, Ti, Si, Al, Zr, Ni, Cu, Cr, Fe, Co, Ba 중 적어도 하나의 금속의 산화물로 이루어진 것을 특징으로 하는 나노임프린트에 의한 패턴 형성방법.
  10. 제2항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속-유기물 전구체 조성물에 있어서 사용되는 상기 유기물 리간드는, 에틸헥사노에이트(ethyl hexanoate), 아세틸아세토네이트(acetylacetonate), 디알킬디티오카바메이트(dialkyldithiocarbamate), 카르복실산(carboxylic acid), 카르복실레이트(carboxylate), 파라딘(pyridine), 디아민(diamine), 아르신(arsine), 디아르신(diarsine), 포스핀(phosphine), 디포스핀(diphosphine), 부톡사이드(butoxide), 이소프로폭사이드(isopropoxide), 에톡사이드(ethoxide), 클로라이드(chloride), 아세테이트(acetate), 카르보닐(carbonyl), 카르보네이트(carbonate), 하이드록사이드(hydroxide), 방향족 탄화수소(aromatic hydrocarbon, arene), 베타-디케토네이트(beta-diketonate), 2-니트로벤잘디하이드(2-nitrobenzaldehyde), 아세테이트 디하이드레이트(acetate dihydrate) 중 적어도 하나이며,
    상기 조성물은 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노임프린트에 의한 패턴 형성방법.
  11. 제2항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 산화박막 패턴 형성단계 이후에, 상기 금속 산화박막 패턴을 소성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나노임프린트에 의한 패턴 형성방법.
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