KR20080038385A - Porous polymer membrane, method for producing same, and method for manufacturing stamper used for production of same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 다공성 고분자막 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히, 스탬퍼를 이용하여 미세한 요철 구조, 예를 들면 다공성 구조 또는 홀 어레이 구조를 표면에 전사하도록 한 다공성 고분자막의 제조 방법, 및 그 방법에 의해 제조된 표면에 요철 구조, 예를 들면 다공성 구조 또는 홀 어레이 구조를 가지는 다공성 고분자막, 또 다공성 고분자막의 제조에 이용하는 스탬퍼의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a porous polymer membrane and a method for manufacturing the same, and in particular, a method for producing a porous polymer membrane in which a fine concavo-convex structure, for example, a porous structure or a hole array structure, is transferred to a surface using a stamper, and manufactured by the method. The present invention relates to a porous polymer membrane having a concave-convex structure, for example, a porous structure or a hole array structure, and a method for producing a stamper used in the production of the porous polymer membrane.
본원은 2005년 8월 26일에 일본국 특허청에 출원된 특허출원 제2005-245702호 및 2006년 3월 6일에 일본국 특허청에 출원된 특허출원 제2006-059103호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.This application claims priority based on Patent Application No. 2005-245702 filed with Japan Patent Office on August 26, 2005 and Patent Application 2006-059103 filed with Japan Patent Office on March 6, 2006 , Use the content here.
서브 미크론부터 나노미터 스케일의 미세한 요철 구조를 표면에 가지는 고분자막은 발수(撥水)·발유(撥油)성 막이나 반사 방지막 등, 각종 분야로의 응용이 기대되고 있다. 지금까지도, 고분자막 표면에 미세한 요철 패턴을 형성하는 수법에 대해서 여러가지 것이 검토되어 오고 있지만, 그 중에서도, 표면에 미세한 요철 패턴을 가진 몰드를 폴리머에 기계적으로 누름으로써, 몰드의 기하학 구조에 대응한 요철 패턴을 시료 표면에 형성하는 것이 가능한 나노 임프린팅(nano imprinting)법이 관심을 모으고 있다(예를 들면, 비특허 문헌 1). 이 수법에 의하면, 대면적(大面積)의 규칙 구조를 높은 처리량(throughput)으로 형성하는 것이 가능하다는 점에서, 각종 나노 디바이스를 제작하기 위한 수법으로서 기대할 수 있다. 그렇지만, 통상, 나노 임프린트에 이용하는 몰드의 제작에는 전자빔 리소그래피(electron beam lithography)가 이용되고 있기 때문에, 이들의 수법으로는 1OO㎚ 이하의 미세한 요철 패턴을 대면적으로 제작하는 것이 곤란하다고 하는 문제점이 있었다. 비특허 문헌 1: S. Y. Chou, P. R. Krauss, and J. Renstrom, Science, 272, 85(1996)BACKGROUND ART Polymer films having fine uneven structures on the surface of sub-micron to nanometer scales are expected to be applied to various fields such as water- and oil-repellent films and anti-reflection films. Until now, various methods have been studied on the method of forming a fine concavo-convex pattern on the surface of the polymer film. Among them, the concave-convex pattern corresponding to the geometrical structure of the mold by mechanically pressing a mold having a fine concavo-convex pattern on the surface of the polymer. Nano imprinting method that can form a on the surface of a sample attracts attention (for example, nonpatent literature 1). According to this method, since it is possible to form a large-area regular structure with a high throughput, it can be expected as a method for manufacturing various nanodevices. However, since electron beam lithography is usually used for the production of molds used for nanoimprint, these methods have a problem in that it is difficult to produce large uneven patterns of 100 nm or less in large area. . Non-Patent Document 1: S. Y. Chou, P. R. Krauss, and J. Renstrom, Science, 272, 85 (1996)
발명의 개시Disclosure of the Invention
발명이 해결하고자 하는 과제Problems to be Solved by the Invention
본 발명은 여러가지 용도가 기대되는 요철 구조, 예를 들면 다공성 구조 또는 홀 어레이 구조를 표면에 가지는 고분자막을 제작할 때의 상기 문제점을 해소하기 위해서, 자기 조직적으로 세공(細孔)이 배열된 다공성의 재료, 예를 들면 양극 산화 다공성 알루미나가 가지는 홀 어레이 구조를 주형으로 하여 제작된, 상기 홀 어레이 구조의 반전 구조를 가지는 스탬퍼를 이용하여 다공성 고분자막을 용이하게 얻는 수단에 대해서 예의 검토를 행한 결과 이루어진 것이다.The present invention provides a porous material in which pores are arranged in a self-organizing structure in order to solve the above problems when producing a polymer film having a concave-convex structure, for example, a porous structure or a hole array structure, on the surface of which various applications are expected. For example, the result of earnestly examining about the means of easily obtaining a porous polymer membrane using the stamper which has the inverted structure of the said hole array structure manufactured using the hole array structure which anodized porous alumina has as a template was made.
본 발명의 목적은, 사이즈가 균일한 세공이 막면에 대해 직교한 다공성 구 조, 즉 홀 어레이 구조를 표면에 가지는 다공성 고분자막을 번잡한 공정을 거치지 않고 대면적으로 제조하는 것이 가능한 방법, 및 그 방법에 의해 제조된 다공성 고분자막을 제공하는데에 있다. 또, 그 제조에 이용하기에 적합한 스탬퍼의 제조 방법, 특히 높은 종횡비(aspect ratio)의 요철 구조(요철 패턴)를 가지는 금속제 스탬퍼의 제조 방법, 또한, 각 세공이 관통화된 홀 어레이 구조를 가지는 고분자막(이른바, 스루홀 멤브레인(through hole membrane))의 제조 방법을 제공하는데에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a porous structure in which pores of uniform size are orthogonal to the membrane surface, i.e., a porous polymer membrane having a hole array structure on its surface, without having to go through a complicated process, and a method thereof, and a method thereof. It is to provide a porous polymer membrane produced by. Moreover, the manufacturing method of the stamper suitable for use for the manufacture, especially the manufacturing method of the metal stamper which has a high aspect ratio uneven structure (uneven | corrugated pattern), and the polymer film which has a hole array structure through which each pore penetrated (So-called through-hole membrane).
과제를 해결하기 위한 수단Means to solve the problem
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 다공성 고분자막의 제조 방법은, 다공성의 표면 구조를 가지는 양극 산화 다공성 알루미나의 세공내에 물질을 충전하고, 상기 양극 산화 다공성 알루미나를 용해 제거함으로써, 상기 물질로 이루어지며 상기 표면 구조의 반전 구조를 가지는 스탬퍼를 제작하고, 상기 스탬퍼의 상기 반전 구조를 고분자에 전사함으로써, 상기 표면 구조를 가지는 고분자막을 제조하는 것을 특징으로 한다. 즉, 양극 산화 다공성 알루미나를 주형으로 하여 제작한 스탬퍼를 이용하고, 상기 스탬퍼의 표면의 요철을 고분자막에 전사함으로써, 양극 산화 다공성 알루미나의 상기 표면 구조를 가지는 다공성 고분자막을 얻는다.In order to achieve the above object, the method for producing a porous polymer membrane according to the present invention is made of the material by filling the material in the pores of the anodic oxidation porous alumina having a porous surface structure, and by dissolving and removing the anodic oxidation porous alumina And producing a stamper having an inverted structure of the surface structure and transferring the inverted structure of the stamper to a polymer, thereby producing a polymer film having the surface structure. That is, a porous polymer membrane having the above-described surface structure of anodized porous alumina is obtained by using a stamper produced using anodized porous alumina as a template and transferring the unevenness of the surface of the stamper to the polymer membrane.
본 발명에서 이용하는 스탬퍼를 얻기 위해서는, 양극 산화 다공성 알루미나의 세공내 및 그 표면에 금속, 금속 산화물, 반도체 등의 물질을 충전한 후, 그 주형, 즉 알루미나의 용해 제거를 행한다. 이와 같이 하여 제작된 스탬퍼의 재질, 즉 양극 산화 다공성 알루미나의 세공내 및 그 표면에 충전하는 물질로서는, 금속이 바람직하고, 니켈, 금, 및 백금이 더욱 바람직하다.In order to obtain the stamper used in the present invention, a metal, a metal oxide, a semiconductor, or the like is filled in the pores of the anodized porous alumina, and then the mold, that is, the alumina is dissolved and removed. As a material of the stamper thus produced, that is, a material to be filled in the pores of the anodized porous alumina and the surface thereof, metal is preferable, and nickel, gold and platinum are more preferable.
또, 상기 본 발명에 따른 방법에서는, 양극 산화와 구멍지름 확대 처리를 반복하여 행함으로써 구멍지름을 연속적으로 변화시킨 세공을 가지는 양극 산화 다공성 알루미나를 주형으로 하여 제작한 스탬퍼를 이용해도 된다. 이처럼, 양극 산화와 구멍지름 확대 처리를 조합하여 제작되는 구멍지름이 연속적으로 변화된 세공을 가지는 다공성 알루미나를 주형으로서 이용하면, 돌기 지름이 연속적으로 변화된 스탬퍼의 제작이 가능하다는 점에서, 구멍 깊이 방향에 있어서 직선적 또는 곡선적으로 세공 지름이 변화된 다공성의 표면 구조, 즉 홀 어레이 구조를 고분자막 표면에 제작하는 것이 가능해진다. 이 때 형성되는 고분자막 표면의 홀 어레이 구조는, 스탬퍼 제작시의 주형이 되는 양극 산화 다공성 알루미나의 제작 조건을 변화시킴으로써 제어할 수 있다.In the method according to the present invention, a stamper manufactured by using anodized porous alumina having a pore whose pore size is continuously changed by repeatedly performing anodization and pore size expansion may be used. In this way, when a porous alumina having a pore whose pore size is continuously changed by anodic oxidation and pore size expansion treatment is used as a mold, it is possible to produce a stamper having a continuously changed protruding diameter in the pore depth direction. Therefore, it is possible to fabricate the porous surface structure, that is, the hole array structure, in which the pore diameter is changed linearly or curvedly on the surface of the polymer membrane. The hole array structure on the surface of the polymer membrane formed at this time can be controlled by changing the production conditions of the anodized porous alumina serving as a template during stamper fabrication.
또, 스탬퍼의 제작 조건, 특히, 스탬퍼 제작을 위한 주형으로서의 양극 산화 다공성 알루미나의 제작 조건으로서는, 여러가지의 조건을 채용할 수 있다. 예를 들면, 옥살산을 전해액으로서 이용하고, 화성 전압 30V 내지 40V에서 제작한 양극 산화 다공성 알루미나를 주형으로 하여 제작한 스탬퍼, 혹은, 황산을 전해액으로서 이용하고, 화성 전압 10V 내지 30V에서 제작한 양극 산화 다공성 알루미나를 주형으로 하여 제작한 스탬퍼, 혹은, 인산을 전해액으로서 이용하고, 화성 전압 180V 내지 200V에서 제작한 양극 산화 다공성 알루미나를 주형으로 하여 제작한 스탬퍼를 이용해도 된다.Moreover, various conditions can be employ | adopted as the manufacturing conditions of a stamper, especially the manufacturing conditions of the anodic oxidation porous alumina as a mold for stamper manufacture. For example, a stamper produced by using anodic oxidation porous alumina as a template using oxalic acid as an electrolyte, or sulfuric acid as an electrolyte, and anodized using 10 V to 30 V in chemical conversion voltage. You may use the stamper which made the porous alumina as a template, or the stamper which used phosphoric acid as the electrolyte solution and made the anodized porous alumina produced by chemical conversion voltage 180V-200V as a template.
또, 스탬퍼의 제작에 있어서, 적절한 조건하에서 정전압에서 장시간 양극 산 화를 실시하고, 시료의 지금(地金: bare metal) 부분 및 피막 바닥부를 용해 제거하여 얻어지는 다공성 알루미나 세공 바닥부의 규칙적인 세공 배열을 이용하면, 돌기가 규칙적으로 배열된 스탬퍼를 얻을 수 있다. 이와 같이 하여 제작한 스탬퍼를 이용하면, 균일한 사이즈의 세공이 규칙적으로 배열된 홀 어레이 구조를 고분자막 표면에 형성하는 것이 가능하다.In addition, in the manufacture of a stamper, the regular pore arrangement of the porous alumina pore bottom obtained by performing anodization for a long time at a constant voltage under appropriate conditions and dissolving and removing the bare metal part and the bottom of the film of the sample is performed. By using this, a stamper in which protrusions are regularly arranged can be obtained. By using the stamper thus produced, it is possible to form a hole array structure in which pores of uniform size are regularly arranged on the surface of the polymer film.
또, 정전압에서 장시간 양극 산화를 실시한 후, 일단 산화 피막을 제거하고, 다시 동일 조건에서 양극 산화를 실시하여 제작한 양극 산화 다공성 알루미나를 주형으로서 이용하는 것으로도, 높은 돌기 배열 규칙성을 가지는 스탬퍼를 얻을 수 있다. 이러한 스탬퍼를 이용하면, 세공이 규칙적으로 배열된 홀 어레이 구조를 표면에 가지는 다공성 고분자막을 얻을 수도 있다.In addition, even after anodic oxidation for a long time at a constant voltage, by using the anodic oxidation porous alumina produced by removing the oxide film and then anodizing under the same conditions as a template, a stamper having a high protrusion arrangement regularity can be obtained. Can be. Using such a stamper, it is also possible to obtain a porous polymer membrane having a hole array structure in which pores are arranged regularly.
또, 양극 산화에 앞서서, 알루미늄 표면에 미세한 구덩이를 형성하고, 이것을 양극 산화시의 세공 발생의 개시점으로 하여 제작한 양극 산화 다공성 알루미나를 주형으로 하여 스템퍼를 제작해도 된다. 이 방법에 의하면, 임의의 배열을 가지는 양극 산화 다공성 알루미나의 제작이 가능하다. 이것을 주형으로 하여 제작한 스탬퍼를 이용해서, 임의의 세공 배열을 가지는 홀 어레이 구조를 표면에 가지는 다공성 고분자막을 얻을 수 있다.In addition, prior to the anodic oxidation, a fine pit may be formed on the surface of aluminum, and a stamper may be produced using anodic oxidation porous alumina produced as a starting point of pore generation during anodization as a template. According to this method, it is possible to produce anodized porous alumina having an arbitrary arrangement. Using the stamper produced by using this as a mold, a porous polymer membrane having a hole array structure having an arbitrary pore array on its surface can be obtained.
또, 구멍지름 확대 처리 시간을 제어하고, 세공벽 부분의 비율을 조절한 양극 산화 다공성 알루미나를 주형으로 하여 제작된 스탬퍼를 이용하면, 표면측에서의 세공벽 부분의 비율이 작은 홀 어레이 구조를 가지는 고분자막을 얻을 수도 있다. 예를 들면, 고분자막의 표면에 형성되는 홀 어레이 구조의 표면측에서의 세공 벽 부분의 비율(즉, 고분자막의 바깥 테두리에 둘러쌓인 영역의 면적에 대한 세공벽의 상면의 면적의 합계)이 30% 이하, 바람직하게는 20% 이하, 보다 바람직하게는 10% 이하, 더욱 바람직하게는 5% 이하인 다공성 고분자막을 제조하는 것이 가능하다. 그리고, 세공 지름을 한계까지 확대화함으로써, 고분자막의 표면에 형성되는 홀 어레이 구조의 표면측에서의 세공 횡단면 형상은, 예를 들면 삼각형, 사각형 또는 육각형이어도 된다. 이러한 다공성 고분자막은, 시료 표면에 있어서 공극율(porosity)이 높아진다는 점에서, 평탄한 세공벽 부분이 차지하는 비율이 적어져서, 반사 방지 특성이나 발수·발유 특성을 향상시키기 때문에 유효하다.In addition, by using a stamper made of anodized porous alumina in which the pore wall expansion time is controlled and the proportion of the pore wall portion is controlled as a template, a polymer membrane having a hole array structure having a small proportion of the pore wall portion at the surface side can be obtained. You can also get For example, the ratio of the pore wall portion on the surface side of the hole array structure formed on the surface of the polymer membrane (that is, the sum of the area of the upper surface of the pore wall to the area of the region surrounded by the outer edge of the polymer membrane) is 30% or less, It is possible to produce a porous polymer membrane which is preferably 20% or less, more preferably 10% or less, even more preferably 5% or less. The pore cross-sectional shape at the surface side of the hole array structure formed on the surface of the polymer film may be triangular, square or hexagonal, for example, by enlarging the pore diameter to the limit. Such a porous polymer membrane is effective because the porosity on the surface of a sample increases, so that the proportion of the flat pore wall portion is small, thereby improving antireflection characteristics and water / oil repellent characteristics.
이러한 수법으로 제작된 스탬퍼를 이용하고, 각종 스탬퍼가 가지는 상기 반전 구조를 전사하는 방법에 의해, 표면에 홀 어레이 구조를 가지는 다공성 고분자막을 제조할 수 있다. 예를 들면, 스탬퍼가 가지는 상기 반전 구조를 전사하는 고분자 재료로서 열가소성 수지를 이용하는 열 임프린트법이나, 스탬퍼의 상기 반전 구조를 전사하는 고분자 재료로서 광경화 수지(특히, 자외선 경화 수지)를 이용하는 광 임프린트법 이외에, 고분자를 용해한 용액을 스탬퍼 상에 캐스트(cast)하고, 용매를 건조시킨 후 스탬퍼를 박리하고, 스탬퍼의 상기 반전 구조를 고분자에 전사하도록 한, 고분자 용액의 캐스트법 등의 수법에 의해, 출발 구조로서 이용한 양극 산화 다공성 알루미나와 동일한 홀 어레이 구조를 고분자막 표면에 제작하는 것이 가능하다.By using the stamper produced by such a method, a porous polymer membrane having a hole array structure on its surface can be produced by a method of transferring the inverted structure of the various stampers. For example, a thermal imprint method using a thermoplastic resin as a polymer material for transferring the reverse structure of the stamper, or an optical imprint using a photocuring resin (particularly an ultraviolet curable resin) as a polymer material for transferring the reverse structure of the stamper. In addition to the method, a solution in which a polymer is dissolved is cast on a stamper, the solvent is dried, the stamper is peeled off, and a method such as a casting method of a polymer solution in which the reverse structure of the stamper is transferred to the polymer, It is possible to produce the same hole array structure on the surface of the polymer membrane as the anodized porous alumina used as the starting structure.
또, 본 발명은 상기의 다공성 고분자막의 제조에 이용하기에 적합한, 특히 높은 종횡비의 금속제 스탬퍼의 제조 방법도 제공한다. 즉, 본 발명에 따른 스탬퍼 의 제조 방법은 재질이 금속인 스탬퍼의 제조 방법으로서, 주형이 되는 양극 산화 다공성 알루미나의 세공내로의 전해석출(電解析出)법에 의해 금속을 충전할 때, 주형 표면에 이온빔 스퍼터(ion-beam sputter) 장치를 이용하여 금속을 코팅하고 도통층을 부여한다. 이 방법에 의해, 특히, 높은 종횡비의 금속제 스탬퍼를 용이하게 제조할 수 있게 된다.Moreover, this invention also provides the manufacturing method of the metal stamper of especially high aspect ratio suitable for use for manufacture of said porous polymer membrane. That is, the method for producing a stamper according to the present invention is a method for producing a stamper whose material is metal, and when the metal is filled by electrolytic deposition into the pores of the anodic oxide porous alumina as a mold, the surface of the mold An ion-beam sputter apparatus is used to coat the metal and provide a conductive layer. In this way, in particular, it is possible to easily manufacture a metal stamper having a high aspect ratio.
이 스탬퍼의 제조 방법에 있어서는, 주형 표면에 도통층을 부여할 때에, 이온빔 스퍼터 장치의 시료실의 진공도가 3×1O-4Pa 내지 1×1O-5Pa인 조건하에서 이온빔 스퍼터를 행하는 것이 바람직하다. 이처럼 스퍼터 조건을 최적화함으로써 바람직한 도통층이 확실하게 부여된다.In the manufacturing method of this stamper, when providing a conductive layer to the mold surface, it is preferable to perform ion beam sputtering on the conditions which the vacuum degree of the sample chamber of an ion beam sputtering apparatus is 3 * 10 <-4> Pa-1 * 10 <-5> Pa. . By thus optimizing the sputtering conditions, a preferred conductive layer is reliably provided.
이러한 방법에 의해 제조된 스탬퍼의 상기 반전 구조를 고분자에 전사함으로써, 높은 종횡비의 스탬퍼에 대응한 형상의 각 세공을 가지는 다공성 고분자막을 용이하게 제조할 수 있게 된다.By transferring the inverted structure of the stamper produced by this method to a polymer, it is possible to easily produce a porous polymer membrane having respective pores of a shape corresponding to a stamper having a high aspect ratio.
또, 본 발명은 다공성 고분자막, 특히 스루홀 멤브레인의 제조 방법도 제공한다. 즉, 본 발명에 따른 다공성 고분자막의 제조 방법은, 다공성의 표면 구조를 가지는 양극 산화 다공성 알루미나의 세공내에 물질을 충전하고, 상기 양극 산화 다공성 알루미나를 용해 제거함으로써 상기 물질로 이루어지며 상기 표면 구조의 반전 구조를 가지는 스탬퍼를 제작하고, 상기 스탬퍼를 고분자와 베이스 기판의 층에 설치하고, 상기 반전 구조의 볼록부 선단이 상기 고분자를 개재하여 상기 베이스 기판의 표면에 접촉 또는 내부에 도달할 때까지 상기 스탬퍼에 하중을 가하여 상기 반전 구조를 상기 고분자에 전사함으로써 상기 표면 구조를 가지는 고분자막을 제작하고, 상기 고분자막을 상기 베이스 기판으로부터 박리(베이스 기판을 용해 제거하는 경우를 포함함)함으로써, 각 세공이 관통화된 표면 구조(홀 어레이 구조)를 가지는 고분자막을 제조한다. 이 방법에 의해, 특히, 스루홀 멤브레인을 용이하게 제조할 수 있게 된다.The present invention also provides a method for producing a porous polymer membrane, in particular a through hole membrane. In other words, the method for producing a porous polymer membrane according to the present invention comprises filling the material in pores of the anodized porous alumina having a porous surface structure and dissolving and removing the anodized porous alumina. A stamper having a structure is fabricated, and the stamper is provided on a layer of a polymer and a base substrate, and the stamper until the convex tip of the inverted structure reaches or contacts the surface of the base substrate via the polymer. The pores were penetrated by applying a load to the inverted structure to transfer the polymer to produce a polymer film having the surface structure, and peeling the polymer film from the base substrate (including dissolving and removing the base substrate). Membrane having a modified surface structure (hole array structure) It is prepared. By this method, in particular, the through-hole membrane can be easily manufactured.
이 각 세공이 관통화된 홀 어레이 구조를 가지는 다공성 고분자막의 제조 방법에 있어서는, 베이스 기판으로서 적어도 표면이 고분자로 이루어진 기판, 예를 들면, 고분자 기판 또는 고분자를 용해한 용액을 캐스트한 기판이나, 유리 등의 기판상에서 모노머를 중합시켜 표면에 고분자막을 형성한 베이스 기판, 또 가장 표면이 고분자막으로 이루어진 다층의 베이스 기판 등을 이용해도 된다. 또 적어도 표면이 열가소성 수지로 이루어진 베이스 기판을 이용하고, 가온 조건하에서 스탬퍼에 하중을 가하도록 해도 된다.In the method for producing a porous polymer membrane having a hole array structure in which each of the pores is penetrated, at least as a base substrate, a substrate made of a polymer, for example, a substrate in which a polymer substrate or a solution in which a polymer is dissolved is cast, glass, or the like. The base substrate which superposed | polymerized the monomer on the board | substrate and formed the polymer film on the surface, and the multilayer base substrate etc. which the outermost surface consists of a polymer film may be used. Moreover, at least the surface may use the base substrate which consists of thermoplastic resins, and you may make it load a stamper under a heating condition.
그리고, 본 발명은 상기의 방법을 이용하여 제조된 다공성 고분자막도 제공한다.The present invention also provides a porous polymer membrane prepared using the above method.
발명의 효과Effects of the Invention
본 발명에 따른 다공성 고분자막 및 그 제조 방법에 의하면, 사이즈가 균일하고 미세한 사이즈로 막면에 대해 직교한 세공이, 다수 균일하게, 또한 대면적으로 배열된 홀 어레이 구조를 표면에 가지는 다공성 고분자막을, 번잡한 공정을 거치지 않고 간단히 효율적으로 제조하는 것이 가능해진다.According to the porous polymer membrane and the manufacturing method thereof according to the present invention, a porous polymer membrane having a hole array structure in which a large number of pores orthogonal to the membrane surface are uniformly and largely arranged in a uniform and fine size is complicated. It is possible to manufacture simply and efficiently without going through one process.
또, 본 발명에 의하면, 각 세공이 관통화된 홀 어레이 구조를 가지는 다공성 고분자막에 대해서도, 용이하게 제조할 수 있게 된다.According to the present invention, a porous polymer membrane having a hole array structure in which each pore is penetrated can be easily manufactured.
또, 본 발명에 의하면, 이들의 다공성 고분자막의 제조에 이용하기에 적합한, 높은 종횡비의 스탬퍼를 제공할 수도 있다.Moreover, according to this invention, the high aspect ratio stamper suitable for use in manufacture of these porous polymer membranes can also be provided.
도 1은 스탬퍼의 제작 공정의 일례를 나타내는 공정 흐름도이다.1 is a process flowchart showing an example of a manufacturing process of a stamper.
도 2는 연속적으로 구멍지름이 변화된 세공을 가지는 양극 산화 다공성 알루미나를 주형으로 한 스탬퍼의 제작 공정의 일례를 나타내는 공정 흐름도이다.Fig. 2 is a process flow diagram showing an example of a manufacturing process of a stamper made of anodized porous alumina having pores whose pore size is continuously changed.
도 3은 열 임프린트에 의한 다공성 고분자막의 제작 공정의 일례를 나타내는 공정 흐름도이다.3 is a process flowchart showing an example of a process for producing a porous polymer membrane by thermal imprint.
도 4는 광 임프린트에 의한 다공성 고분자막의 제작 공정의 일례를 나타내는 공정 흐름도이다.4 is a process flowchart showing an example of a process for producing a porous polymer membrane by photoimprint.
도 5는 스탬퍼상에의 용액 캐스트에 의한 다공성 고분자막의 제작 공정의 일례를 나타내는 공정 흐름도이다.Fig. 5 is a process flow diagram showing an example of the manufacturing process of the porous polymer membrane by the solution cast on the stamper.
도 6은 스루홀 멤브레인 제작 공정의 일례를 나타내는 공정 흐름도이다.6 is a process flowchart showing an example of a through hole membrane fabrication process.
도 7은 열 임프린트에 의해 제작된 폴리메타크릴산메틸 다공성막의 표면의 전자현미경에 의한 관찰 결과를 나타내는 도면이다(세공 주기 200㎚).FIG. 7: is a figure which shows the observation result by the electron microscope of the surface of the polymethyl methacrylate porous film produced by thermal imprint (pore period 200nm).
도 8은 광 임프린트에 의해 제작된 아크릴 수지 다공성막의 표면의 전자현미경에 의한 관찰 결과를 나타내는 도면이다(세공 주기 200㎚).FIG. 8: is a figure which shows the observation result by the electron microscope of the surface of the acrylic resin porous film produced by optical imprint (pore period 200nm).
도 9는 광 임프린트에 의해 제작된 아크릴 수지 다공성막의 단면의 전자현미 경에 의한 관찰 결과를 나타내는 도면이다(세공 주기 200㎚).FIG. 9 is a diagram showing an observation result by an electron microscope of a cross section of an acrylic resin porous membrane produced by optical imprint (pore cycle 200 nm).
도 10은 캐스트법에 의해 제작된 불소 수지 다공성막의 표면의 전자현미경에 의한 관찰 결과를 나타내는 도면이다(세공 주기 500㎚).It is a figure which shows the observation result by the electron microscope of the surface of the fluororesin porous membrane produced by the casting method (pore period 500 nm).
도 11은 실시예 5에서 제작된 높은 종횡비의 금속제 스탬퍼의 전자현미경에 의한 관찰 결과를 나타내는 도면이다.FIG. 11 is a view showing an observation result by an electron microscope of a high aspect ratio metal stamper prepared in Example 5. FIG.
도 12는 실시예 6에서 제작된 스루홀 멤브레인의 전자현미경에 의한 관찰 결과를 나타내는 도면이다.12 is a view showing an observation result by an electron microscope of the through-hole membrane prepared in Example 6.
<부호의 설명><Description of the code>
1: 알루미늄1: aluminum
2: 양극 산화 다공성 알루미나2: anodized porous alumina
3: 충전 물질층3: filling material layer
4: 스탬퍼4: stamper
5: 연속적으로 구멍지름이 변화된 세공을 가지는 양극 산화 다공성 알루미나5: Anodized porous alumina with pores with varying pore size continuously
6: 열가소성 수지6: thermoplastic resin
7: 기판7: substrate
8: 다공성 고분자막8: porous polymer membrane
9: 광경화성 모노머9: photocurable monomer
10: 중합 후의 고분자막10: polymer membrane after polymerization
11: 용해한 고분자 용액11: dissolved polymer solution
12: 용매 건조 후의 고분자막12: polymer membrane after solvent drying
21: 기판21: substrate
22: 고분자층22: polymer layer
23: 베이스 기판23: base substrate
24: 광경화성 수지층24: photocurable resin layer
25: 스탬퍼25: stamper
26: 스루홀 멤브레인26: through hole membrane
31: 스탬퍼31: stamper
32: 스루홀 멤브레인32: through hole membrane
발명을 실시하기Implement the invention 위한 최선의 형태 Best form for
이하에, 본 발명에 따른 다공성 고분자막 및 그 제조 방법, 또 그 제조에 이용하는 스탬퍼의 제조 방법에 대하여, 바람직한 실시 형태를, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, the porous polymer membrane which concerns on this invention, its manufacturing method, and the manufacturing method of the stamper used for the manufacture are demonstrated in detail, referring drawings.
도 1은, 본 발명에 이용되는 양극 산화 다공성 알루미나를 주형으로 하는 스탬퍼의 제작법의 일례를 나타낸 것이다. 알루미늄(1)을 산성욕(浴) 중에서 양극 산화하여 양극 산화 다공성 알루미나(2)를 제작한 후, 이것을 주형으로 하여 그 세공내 및 그 표면에 물질의 충전을 행한다(물질 충전층(3)). 그 후, 알루미늄 및 알루미나 부분만 선택적으로 용해 제거한다. 충전하는 물질로서는, 금속, 금속 산화물, 반도체 등을 이용할 수 있다. 예를 들면, 양극 산화 다공성 알루미나(2)의 표면에 스퍼터법이나, 증착법에 의해 도전성 박막을 형성한 후, 이것을 전극으로 하여 금속의 전해석출을 행함으로써, 금속제의 스탬퍼(4)를 제작할 수 있다.Fig. 1 shows an example of a method for producing a stamper made of anodized porous alumina used in the present invention as a template. After anodizing aluminum (1) in an acidic bath to produce anodized porous alumina (2), this is used as a mold to fill a material into the pores and the surface thereof (material filling layer (3)). . Thereafter, only the aluminum and alumina portions are selectively dissolved away. As a substance to be filled, a metal, a metal oxide, a semiconductor, etc. can be used. For example, a
본 발명에 있어서는, 또한, 도 2에 나타낸 바와 같이, 양극 산화와 에칭에 의한 세공의 확대화 처리를 조합함으로써, 직선적 혹은 곡선적으로 연속적으로 구멍지름이 변화된 세공을 가지는 양극 산화 다공성 알루미나(5)를 제작하고, 이것을 주형으로서 이용하여, 소망의 돌기 형상을 가진 스탬퍼(4)를 얻을 수 있다.In the present invention, as shown in Fig. 2, the anodic oxidation
균일한 구멍지름의 세공이 배열된 홀 어레이 구조를 표면에 가지는 다공성 고분자막의 제작에는, 각종 임프린트법을 이용할 수 있다. 도 3에는 열 임프린트법에 의한 다공성 고분자막(8)의 제작법을 나타낸다. 스탬퍼(4)의 구조를 전사하는 고분자 재료로서 열가소성 수지(6)를 기판(7) 상에 설치하고, 이 열가소성 수지(6)에 대해 유리 전이점 이상의 온도 조건하에서 스탬퍼(4)를 누르고, 그 후, 유리 전이점 이하의 온도까지 냉각하여 스탬퍼(4)를 박리함으로써, 스탬퍼 표면의 미세한 요철 구조가 전사된 다공성 고분자막(8)을 얻는 것이 가능하다.Various imprint methods can be used for the production of a porous polymer membrane having a hole array structure in which pores of uniform pore diameter are arranged on the surface. 3 shows a method for producing the
또, 도 4에 나타낸 바와 같이, 스탬퍼(4)의 구조를 전사하는 고분자 재료로서의 자외선 경화 수지로서, 자외선 경화성(광 경화성) 모노머(9)를 기판(7) 상에 적하한 후, 스탬퍼(4)를 눌러서 자외선 조사를 행하고, 경화 후 스탬퍼(4)를 박리하여 중합 후의 고분자막(10)을 얻음으로써, 스탬퍼(4)의 구조 전사를 행하는 광 임프린트법도 이용할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 4, after the ultraviolet curable (photocurable)
또, 이들 임프린트법 이외에, 도 5에 나타낸 바와 같은, 적당한 용매에 용해된 고분자 용액(11)을 스탬퍼(4) 상에 캐스트하고, 용매가 건조한 후에(용매 건조 후의 고분자막(12)), 고분자막을 박리하여 다공성 고분자막(8)을 제작하는 방법도 이용할 수 있다.In addition to these imprint methods, as shown in Fig. 5, the
본 발명에 의하면, 서브 미크론부터 나노미터 스케일의 균일한 사이즈의 세공이 규칙적으로 배열된 홀 어레이 구조를 막 표면에 가지는 다공성 고분자막의 제작이 가능하다. 또 막 두께가 얇은 고분자막에 본 발명의 방법을 실시하면, 세공이 관통화된 스루홀 멤브레인을 얻는 것도 가능하다.According to the present invention, it is possible to produce a porous polymer membrane having a hole array structure in which the pores of uniform size on a submicron to nanometer scale are regularly arranged. In addition, when the method of the present invention is carried out on a polymer film having a thin film thickness, it is possible to obtain a through-hole membrane through which pores pass.
도 6에 스루홀 멤브레인의 제조 방법의 일례를 나타낸다. 기판(21)과 고분자층(22)으로 이루어진 베이스 기판(23) 상에, 예를 들면 광경화성 수지층(24)을 부여하고, 그 위에서부터 스탬퍼(25)의 볼록부 선단이 광경화성 수지층(24)을 개재하여 베이스 기판(23)의 표면의 위치를 조금 지나서 베이스 기판(23)의 내부에 도달할 때까지 스탬퍼(25)에 하중을 가하여 스탬퍼(25)의 표면 구조 전사를 행하고, 스탬퍼(25)를 박리한 후, 베이스 기판(23)으로부터 박리하거나, 혹은 그것과 동등한 조작을 행함으로써, 예를 들면, 베이스 기판(23)을 용해 제거(이 경우, 고분자층(22)을 용해 제거)함으로써, 스루홀 멤브레인(26)을 얻을 수 있다.An example of the manufacturing method of a through hole membrane is shown in FIG. The
이하, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이러한 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, although an Example demonstrates this invention still in detail, this invention is not limited by these Examples.
실시예 1 [양극 산화 다공성 알루미나를 주형으로 하여 제작한 스탬퍼를 이용한 다공성 고분자막의 제작] Example 1 [Preparation of Porous Polymer Membrane Using a Stamper Made of Anodic Oxidized Porous Alumina as a Template]
순도 99.99%의 알루미늄판을, 과염소산, 에탄올 혼합 용액중(체적비1:4)에서 전해 연마 처리를 실시하였다. 경면화를 행한 알루미늄판을, 0.3M의 농도로 조정한 옥살산 수용액중에서, 욕온(浴溫) 17℃에서 직류 40V의 조건하에서 15시간 양극 산화를 행한 후, 일단, 산화물층을 용해 제거하고, 다시 동일 조건하에서 90초간 양극 산화를 행하여 구멍깊이가 150㎚인 양극 산화 다공성 알루미나를 형성하였다. 그 후, 시료를 5중량% 인산 수용액에 30분간 침지하고, 구멍지름 확대 처리를 실시하여 세공 사이즈를 70㎚로 조절하였다. 이 표면에, 스퍼터링(sputtering) 장치를 이용하여 Pt-Pd를 50㎚ 코팅한 후, Ni 전해석출을 행하였다. 이 후, 주형을 수산화 나트륨 수용액에 의해 용해 제거하여 표면에 규칙적인 돌기 배열을 가지는 스탬퍼를 얻었다. 얻어진 Ni제 스탬퍼를 이용하고, Si기판 상에 형성한 폴리메타크릴산메틸 수지 표면에, 180℃의 가온 조건하에서 임프린트 처리를 행하여, 세공이 규칙적으로 배열된 홀 어레이 구조를 표면에 가지는 고분자막이 얻어졌다.An aluminum plate having a purity of 99.99% was subjected to an electropolishing treatment in a perchloric acid and ethanol mixed solution (volume ratio 1: 4). In the oxalic acid aqueous solution which adjusted the mirrored aluminum plate to the density | concentration of 0.3 M, after carrying out anodizing for 15 hours at 40 degreeC of direct current at the bath temperature of 17 degreeC, the oxide layer was dissolved and removed once again, and again Anodization was carried out for 90 seconds under the same conditions to form anodized porous alumina having a pore depth of 150 nm. Then, the sample was immersed in 5 weight% phosphoric acid aqueous solution for 30 minutes, the pore size expansion process was performed, and the pore size was adjusted to 70 nm. This surface was coated with 50 nm of Pt-Pd using a sputtering apparatus, and then Ni electrolytic precipitation was performed. Thereafter, the mold was dissolved and removed with an aqueous sodium hydroxide solution to obtain a stamper having a regular protrusion arrangement on the surface. Using the obtained Ni stamper, an imprint process was performed on the surface of the polymethyl methacrylate resin formed on the Si substrate under a heating condition of 180 ° C., thereby obtaining a polymer film having a hole array structure in which pores were regularly arranged. lost.
실시예 2 [돌기 형상을 제어한 스탬퍼를 이용한 열 임프린트법에 의한 폴리메타크릴산메틸(PMMA) 다공성막의 제작] Example 2 [Production of Polymethyl methacrylate (PMMA) Porous Membrane by Thermal Imprint Method Using a Stamper with a Controlled Projection Shape]
순도 99.99%의 알루미늄판 표면에, 200㎚ 주기로 돌기가 규칙적으로 배열된 구조를 가지는 SiC제 몰드를 눌러서, 표면에 미세한 요철 패턴을 형성하였다. 텍스처링(texturing) 처리를 실시한 알루미늄판을, 0.05M의 농도로 조정한 옥살산 수용액중에서, 욕온 17℃에서 직류 80V의 조건하에서 2초간 양극 산화를 행하였다. 그 후, 10중량% 인산 수용액에 25분간 침지하고, 구멍지름 확대 처리를 실시하였다. 이 조작을 5회 반복하여, 세공 주기 200㎚, 세공 개구부 200㎚, 바닥부 50㎚, 구멍 깊이가 300㎚인 테이퍼(taper) 형상 세공을 가지는 다공성 알루미나를 얻었다. 이 표면에, 스퍼터링 장치를 이용하여 Pt-Pd를 50㎚ 코팅한 후, Ni 전해석출을 행하였다. 이 후, 주형을 용해 제거하여 표면에 규칙적인 돌기 배열을 가지는 스탬퍼를 얻었다. 얻어진 Ni제 스탬퍼를 이용하고, Si기판 상에 형성한 폴리메타크릴산메틸 수지 표면에, 180℃의 가온 조건하에서 임프린트 처리를 행하여, 세공이 규칙적으로 배열된 홀 어레이 구조를 표면에 가지는 고분자막이 얻어졌다. 도 7에, 열 임프린트에 의해 제작된 폴리메타크릴산메틸 다공성막(다공성 고분자막(8))의 표면의 전자현미경 사진(전자현미경으로 관찰한 도면)을 나타낸다.On the surface of an aluminum plate with a purity of 99.99%, a SiC mold having a structure in which protrusions were regularly arranged at 200 nm intervals was pressed to form a fine concavo-convex pattern on the surface. The aluminum plate subjected to the texturing treatment was subjected to anodization for 2 seconds in a oxalic acid aqueous solution adjusted to a concentration of 0.05 M under a condition of a direct current of 80 V at a bath temperature of 17 ° C. Then, it was immersed in 10 weight% phosphoric acid aqueous solution for 25 minutes, and the pore enlargement process was performed. This operation was repeated five times to obtain a porous alumina having tapered pores having a pore period of 200 nm, a pore opening of 200 nm, a bottom portion of 50 nm, and a hole depth of 300 nm. Ni surface electrolytic precipitation was carried out after 50 nm of Pt-Pd was coated on this surface using a sputtering apparatus. Thereafter, the mold was dissolved and removed to obtain a stamper having a regular protrusion arrangement on the surface. Using the obtained Ni stamper, an imprint process was performed on the surface of the polymethyl methacrylate resin formed on the Si substrate under a heating condition of 180 ° C., thereby obtaining a polymer film having a hole array structure in which pores were regularly arranged. lost. In FIG. 7, the electron micrograph (drawing observed with the electron microscope) of the surface of the polymethyl methacrylate porous film (porous polymer film 8) produced by thermal imprint is shown.
실시예 3 [돌기 형상을 제어한 스탬퍼를 이용한 광 임프린트법에 의한 아크릴 다공성막의 제작] Example 3 [ Preparation of Acrylic Porous Membrane by Optical Imprint Method Using a Stamper with a Controlled Projection Shape]
실시예 2와 동일한 방법으로 제작한 Ni제 스탬퍼를, 유리 기판 상에 적하한 아크릴 모노머에 누른 상태에서 자외선 조사를 행하였다. 모노머가 경화한 후,스탬퍼를 박리함으로써, 기판 상에 다공성 아크릴 수지막을 제작하였다. 제작된 아크릴 수지 다공성막(다공성 고분자막(8))의 표면의 전자현미경 사진(전자현미경으로 관찰한 도면)을 도 8에, 단면 전자현미경 사진(전자현미경으로 관찰한 도면)을 도 9에 나타낸다.Ultraviolet irradiation was performed in the state which pressed the Ni stamper produced by the method similar to Example 2 on the acrylic monomer dripped on the glass substrate. After the monomer was cured, a porous acrylic resin film was produced on the substrate by peeling the stamper. The electron micrograph (drawing observed with the electron microscope) of the surface of the produced acrylic resin porous film (porous polymer membrane 8) is shown in FIG. 8, and the cross-sectional electron micrograph (drawing observed with the electron microscope) is shown in FIG.
실시예 4 [돌기 형상을 제어한 스탬퍼를 이용한 캐스트법에 의한 불소 수지 다공성막의 제작] Example 4 [ Preparation of Fluorine Resin Porous Membrane by the Cast Method Using a Stamper with a Controlled Projection Shape]
순도 99.99%의 알루미늄판 표면에, 500㎚ 주기로 돌기가 규칙적으로 배열된 구조를 가지는 SiC제 몰드를 눌러서, 표면에 미세한 요철 패턴을 형성하였다. 텍스 처링 처리를 실시한 알루미늄판을, 0.1M의 농도로 조정한 인산 수용액중에서, 욕온 0℃에서 직류 200V의 조건하에서 10초간 양극 산화를 행하였다. 그 후, 10중량% 인산 수용액에 25분간 침지하고, 구멍지름 확대 처리를 실시하였다. 이 조작을 5회 반복하여, 세공 주기 500㎚, 세공 개구부 400㎚, 바닥부 150㎚, 구멍깊이가 800㎚인 테이퍼 형상 세공을 가지는 다공성 알루미나를 얻었다. 이 표면에, 스퍼터링 장치를 이용하여 Pt-Pd를 50㎚ 코팅한 후, Ni 전해석출을 행하였다. 이 후, 주형을 용해 제거하여 표면에 규칙적인 돌기 배열을 가지는 스탬퍼를 얻었다. 제작한 스탬퍼상에 불소 수지를 용해한 불소 용액을 적하 건조한 후, 스탬퍼를 박리함으로써, 다공성 불소 수지막을 제작하였다. 제작된 불소 수지 다공성막(다공성 고분자막(8))의 표면의 전자현미경 사진(전자현미경으로 관찰한 도면)을 도 10에 나타낸다.On the surface of an aluminum plate with a purity of 99.99%, a SiC mold having a structure in which protrusions were regularly arranged at 500 nm intervals was pressed to form a fine concavo-convex pattern on the surface. The aluminum plate subjected to the texturing treatment was subjected to anodization for 10 seconds in a phosphoric acid aqueous solution adjusted to a concentration of 0.1 M at a bath temperature of 0 deg. Then, it was immersed in 10 weight% phosphoric acid aqueous solution for 25 minutes, and the pore enlargement process was performed. This operation was repeated five times to obtain a porous alumina having tapered pores having a pore period of 500 nm, a pore opening of 400 nm, a bottom of 150 nm, and a hole depth of 800 nm. Ni surface electrolytic precipitation was carried out after 50 nm of Pt-Pd was coated on this surface using a sputtering apparatus. Thereafter, the mold was dissolved and removed to obtain a stamper having a regular array of protrusions on the surface. The fluorine solution which melt | dissolved the fluororesin on the produced stamper was dripped, and the stamper was peeled off, and the porous fluororesin film was produced. An electron micrograph (drawing observed with an electron microscope) of the surface of the produced fluororesin porous membrane (porous polymer membrane 8) is shown in FIG.
실시예 5 [높은 종횡비의 금속제 스탬퍼의 제작] Example 5 [Production of High Aspect Ratio Metal Stamper]
순도 99.99%의 사이즈의 알루미늄판을, 과염소산, 에탄올 혼합 용액중(체적비1:4)에서 전해 연마 처리를 실시하였다. 경면화를 행한 알루미늄판에, 500㎚ 주기로 돌기가 규칙적으로 배열된 구조를 가지는 SiC제 몰드를 눌러서, 표면에 미세한 요철 패턴을 형성하였다. 0.1M의 농도로 조정한 인산 수용액중에서, 욕온 0℃에서 직류 200V의 조건하에서 14분간 양극 산화를 행하였다. 그 후, 시료를 10중량% 인산 수용액에 30분간 침지하고, 구멍지름 확대 처리를 실시하여 세공 사이즈를 300㎚로 조절하였다. 이 표면에, 이온빔 스퍼터링 장치를 이용하여 Pt를 50㎚ 코팅한 후, Ni 전해석출을 행하였다. 이 후, 주형을 용해 제거하여 표면에 규칙적인 돌 기 배열을 가지는 스탬퍼를 얻었다. 제작된 Ni 스탬퍼(31)를 도 11에 나타낸다.An aluminum plate having a purity of 99.99% was subjected to an electropolishing treatment in a perchloric acid and ethanol mixed solution (volume ratio 1: 4). A mold made of SiC having a structure in which protrusions were regularly arranged at 500 nm intervals was pressed on the mirrored aluminum plate, thereby forming a fine concavo-convex pattern on the surface. In the phosphoric acid aqueous solution adjusted to the concentration of 0.1 M, anodization was performed for 14 minutes under the conditions of 200 V of direct current at the bath temperature of 0 degreeC. Then, the sample was immersed in 10 weight% phosphoric acid aqueous solution for 30 minutes, the pore size expansion process was performed, and the pore size was adjusted to 300 nm. On this surface, 50 nm of Pt was coated using an ion beam sputtering apparatus, and Ni electrolytic precipitation was performed. Thereafter, the mold was dissolved and removed to obtain a stamper having a regular protrusion arrangement on the surface. The produced Ni stamper 31 is shown in FIG.
실시예 6 [스루홀 멤브레인의 제작] Example 6 Fabrication of Through Hole Membrane
실시예 5와 동일한 방법으로 제작한 Ni 스탬퍼 상에 광경화성 수지를 적하하고, 감압 조건하에서 탈포하였다. PMMA를 캐스트한 유리 기판상에 스탬퍼를 누르고, 하중을 가하면서 자외선 조사를 행하였다. 광조사에 의해 수지가 완전히 경화된 후, Ni 스탬퍼를 박리하였다. 시료를 아세톤 중에 침지하고, PMMA층만을 선택적으로 용해 제거함으로써, 고분자 스루홀 멤브레인을 얻었다. 제작된 스루홀 멤브레인(32)을 도 12A 및 도 12B에 나타낸다.Photocurable resin was dripped on the Ni stamper produced by the method similar to Example 5, and was defoamed under reduced pressure conditions. The stamper was pressed on the glass substrate which cast PMMA, and ultraviolet irradiation was performed, applying a load. After the resin was completely cured by light irradiation, the Ni stamper was peeled off. The sample was immersed in acetone, and only the PMMA layer was dissolved and removed to obtain a polymer through hole membrane. The fabricated through
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