KR101209403B1 - 지지벽으로 둘러싸인 화살촉 구조의 미세 전극 어레이의 제조방법 - Google Patents

지지벽으로 둘러싸인 화살촉 구조의 미세 전극 어레이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

지지벽으로 둘러싸인 화살촉 구조의 미세 전극 어레이의 제조 방법은, 기판의 제1 영역이 식각되며, 식각된 상기 제1 영역의 바닥면은 뾰족한 형상을 갖도록 상기 기판을 식각하는 단계; 식각된 상기 제1 영역에 제1 도전층 및 제2 도전층을 순차적으로 형성하는 단계; 상기 제1 도전층 및 상기 제2 도전층을 둘러싸는 상기 기판의 제2 영역을 식각하는 단계; 및 상기 제2 영역에 제1 고분자 물질층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 이상과 같이 제조된 지지벽으로 둘러싸인 화살촉 구조의 미세 전극은 생체 신호의 기록 및/또는 전달 대상에 안정적인 밀착을 담보하고, 생체 내 이식 시 생체 조직에 의한 물리적 영향을 최소화할 수 있다. 또한, 지지벽으로 둘러싸인 화살촉 구조의 미세 전극은 균일한 어레이, 오목한 어레이, 또는 볼록한 어레이 등의 미세 전극의 어레이로 구성될 수도 있다.

Description

지지벽으로 둘러싸인 화살촉 구조의 미세 전극 어레이의 제조방법{Method for fabricating arrowhead-shaped micro-electrode array with wrapping layer}
실시예들은 지지벽으로 둘러싸인 화살촉 구조의 미세 전극 어레이의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 미세 전극을 화살촉 구조로 구현하여 기록 및 전달 대상에 안정적인 밀착을 담보하고, 화살촉 구조의 미세 전극 주변을 지지벽으로 둘러싸 생체 내 이식 시 생체 조직에 의한 물리적 영향을 최소화할 수 있는 지지벽으로 둘러싸인 화살촉 구조의 미세 전극 어레이의 제조 방법에 관한 것이다.
신경보철(neural prostheses)에 관한 최근의 연구는, 손상된 신경에 전달되는 생체 신호를 기록하고 해석하여, 해석된 생체 신호에 대응되는 정상적인 생체 신호를 주변의 정상 신경에 전달하는 신경 보철 장치를 개발하는 수준에 이르렀다. 가장 앞서있는 분야로 인공 와우가 있으며 인공 시각 장치, 인공 후각 장치, 생각으로 움직이는 의수와 의족에 관한 연구도 진행되고 있다.
한편, 신경보철 연구에는 신경에 직접 접촉하여 신경 신호를 기록함과 함께, 의도하는 신호를 신경에 전달하는 역할을 하는 전극이 필수적으로 요구된다. 최근, 마이크로머시닝(Micro-machining) 기술이 발달함에 따라, 기존의 신경 신호 연구에 이용되던 상용 전극들은 미세 전극(Micro-electrode)으로 대체되고 있다.
마이크로머시닝 기술로 제작된 종래의 미세 전극들을 살펴보면, 통상 미세 전극의 구조가 2차원 평면 구조이고 미세 전극이 절연막의 홀 내에 함몰된 형태를 갖는다. 이와 같이 미세 전극이 절연막의 홀 내에 함몰된 형태로 구비되고 해당 미세 전극이 2차원 평면 구조를 가짐에 따라, 접촉 가능 면적이 작게 되어 신경 등의 기록 및 전달 대상과의 접촉시 접촉 불량이 야기되는 문제점이 있다.
일반적으로 생체 신호 기록 및 전달의 대상 신경은 조직의 내부에 존재하며, 그 외부는 다양한 곡면의 형태를 띠게 된다.
피라미드 구조의 미세 전극의 경우 전극의 길이를 늘이는데 한계가 있어, 조직 밑에 있는 기록 및 전달 대상 신경까지 다가가는 데에 어려움이 있다.
기둥 구조의 미세 전극의 경우 전극의 길이는 확보될 수 있으나, 끝이 뾰족하지 않아 조직을 뚫고 들어가는데에 어려움이 있다. 또한 기판 위에 고종횡비의 구조물이 붙어있는 형태가 되어 이식 수술 시에 기판과 분리되는 문제점이 발생한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 미세 전극을 지지벽으로 둘러싸인 화살촉 구조로 구현하여 생체 신호 기록 및 전달 대상에 안정적인 밀착을 담보하고, 생체 내 이식 시 생체 조직에 의한 물리적 영향을 최소화할 수 있는, 지지벽으로 둘러싸인 화살촉 구조의 미세 전극의 제조 방법을 제공할 수 있다. 이러한 미세 전극을 하나 이상 포함하여 미세 전극 어레이를 구성할 수도 있으며, 미세 전극 어레이는 개별 미세 전극의 크기에 따라 균일한 어레이, 오목한 어레이, 또는 볼록한 어레이 등으로 구성되어 이식되는 대상의 형태를 따라 균일한 밀착을 제공할 수 있다.
일 실시예에 따른 지지벽으로 둘러싸인 화살촉 구조의 미세 전극 어레이의 제조 방법은, 기판의 제1 영역이 식각되며, 식각된 상기 제1 영역의 바닥면은 뾰족한 형상을 갖도록 상기 기판을 식각하는 단계; 식각된 상기 제1 영역에 제1 도전층 및 제2 도전층을 순차적으로 형성하는 단계; 상기 제1 도전층 및 상기 제2 도전층을 둘러싸는 상기 기판의 제2 영역을 식각하는 단계; 및 상기 제2 영역에 제1 고분자 물질층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 지지벽으로 둘러싸인 화살촉 구조의 미세 전극 어레이의 제조 방법은, 상기 기판의 전면상에 제2 고분자 물질층을 형성하는 단계; 상기 제2 도전층이 노출되도록 상기 제2 고분자 물질층을 부분적으로 제거하는 단계; 상기 기판상에 상기 제2 도전층과 전기적으로 연결된 제3 도전층을 형성하는 단계; 상기 기판의 전면상에 제3 고분자 물질층을 형성하는 단계; 및 상기 제3 도전층이 적어도 부분적으로 노출되도록 상기 제3 고분자 물질층을 부분적으로 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 기판을 제거하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
상기 기판을 식각하는 단계는, 상기 제1 영역을 수직 방향으로 식각하는 단계; 식각된 상기 제1 영역의 수직면에 보호막을 형성하는 단계; 및 식각된 상기 제1 영역의 바닥면을 뾰족한 형상으로 식각하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 영역을 수직 방향으로 식각하는 단계는, 상기 제1 영역을 건식 식각하는 단계를 포함할 수도 있다. 나아가, 상기 제1 영역의 바닥면을 뾰족한 형상으로 식각하는 단계는, 상기 제1 영역을 염기성 습식 식각하는 단계를 포함할 수도 있다.
상기 제1 도전층 및 제2 도전층을 순차적으로 형성하는 단계는, 식각된 상기 제1 영역 및 상기 기판의 상부면상에 제1 도전층 및 제2 도전층을 순차적으로 형성하는 단계; 및 상기 기판의 상부면상의 상기 제1 도전층 및 상기 제2 도전층을 제거하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 상기 식각된 상기 제1 영역 및 상기 기판의 상부면상에 제1 도전층 및 제2 도전층을 순차적으로 형성하는 단계는, 상기 제1 영역 및 상기 기판의 상부면상에 시드층으로서 상기 제1 도전층을 형성하는 단계; 및 상기 제1 도전층상에 상기 제2 도전층을 도금하여 형성하는 단계를 포함할 수도 있다.
본 발명의 일 측면에 따라 제조된 지지벽으로 둘러싸인 화살촉 구조의 미세 전극은 다음과 같은 효과가 있다. 플렉서블 기판과 지지벽에 의해 생체 내에 이식되는 경우에도 주변 생체 조직에 끼치는 영향을 최소화할 수 있으며, 기판 상에 돌출된 형태로 화살촉 구조의 미세 전극과 조직의 형태를 고려한 어레이 구성에 의해, 생체 신호 기록 및 전달 대상에 밀착이 가능하게 되어 궁극적으로 잡음이 작은 신호 기록 및 전달이 가능하게 된다.
도 1a 내지 도 1j는 본 발명의 일 실시예에 따른 지지벽으로 둘러싸인 화살촉 구조의 미세 전극 어레이의 제조 방법을 나타내는 단면도들이다.　
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따라 제조된 지지벽으로 둘러싸인 화살촉 구조의 미세 전극을 포함하는 균일한 높이의 미세 전극 어레이의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 제조된 지지벽으로 둘러싸인 화살촉 구조의 미세 전극을 포함하는 미세 전극 볼록 어레이의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 지지벽으로 둘러싸인 화살촉 구조의 미세 전극을 포함하는 미세 전극 어레이의 사진이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 지지벽으로 둘러싸인 화살촉 구조의 미세 전극 어레이의 제조 방법을 상세히 설명하기로 한다.
도 1a 내지 도 1j는 일 실시예에 따른 지지벽으로 둘러싸인 화살촉 구조의 미세 전극 어레이의 제조 방법을 나타내는 단면도이다.　
도 1a를 참조하면, 먼저 기판(101)을 준비할 수 있다. 기판(101)은 미세 전극을 제조하기 위한 일련의 공정이 진행되는 공간을 제공하는 역할을 한다. 예를 들어, 기판(101)은 (100) 단결정 실리콘 기판일 수 있다. 다음으로, 기판(101)의 제1 영역(110)이 함몰되도록 마스크막(1102)으로 미리 패터닝한 후, 기판(101)을 식각할 수 있다. 예를 들어, 마스크막(1102)은 실리콘 산화막일 수 있다. 또한, 기판(101)은 반응성 이온 식각(Reactive Ion Etching; RIE)과 같은 건식 식각을 이용하여 식각될 수 있다. 건식 식각에 의하여 식각된 제1 영역(110)은 화살촉 구조의 미세 전극에서 화살촉의 기둥에 대응되며, 건식 식각의 깊이에 따라 화살촉의 기둥의 높이가 결정될 수 있다.
도 1b를 참조하면, 식각된 제1 영역(110)에서 수직면, 즉, 화살촉의 기둥의 벽 부분에 보호막(111)을 형성할 수 있다. 보호막(111)은 예를 들어 실리콘 산화공정에 의하여 형성되는 실리콘 산화막일 수 있으며, 보호막(111) 아래의 표면이 이등방성 식각 용액(예컨대, 염기성 용액)에 의해 식각되지 않게 하는 역할을 한다. 보호막(111)은 일단 식각된 제1 영역(110)의 내측 표면 전체에 형성된 후, 염기성 습식 식각 대상인 제1 영역(110)의 바닥면 부분의 보호막(111)만을 건식 식각에 의하여 제거함으로써 식각된 제1 영역(110)의 수직면에만 남도록 형성될 수 있다.
도 1c를 참조하면, 식각된 제1 영역(110)의 바닥면 부분을 뾰족한 형상으로 식각할 수 있다. 예를 들어, 제1 영역(110)의 식각은 염기성 습식 식각에 의해 이루어질 수 있으며, 그 결과 보호막(111)에 의해 덮이지 않은 제1 영역(110)의 바닥면만이 식각될 수 있다. 다음으로, 염기성 습식 식각이 완료된 후 보호막(111)의 잔유 부분을 식각하여 제거함으로써 제1 영역(110)의 화살촉 구조를 결정짓는다. 예를 들어, 보호막(111)은 불산(Hydrofluoric acid) 용액을 이용하여 제거될 수도 있다. 또한, 제1 영역(110)의 패터닝에 사용된 마스크막(1102)을 제거할 수 있다.
이상에서 설명한 과정에 의해, 제1 영역(110)은 끝 부분이 뾰족한 화살촉 형상을 갖도록 식각될 수 있다. 예를 들어, 제1 영역(110)은 끝이 뾰족하고 밑면은 삼각형, 사각형, 또는 오각형 등의 다각형 형상을 갖는 다각뿔 형태로 식각될 수도 있다. 한편, 기판(101)의 구성 물질인 실리콘의 고유 특성으로 인하여 식각 너비에 의해 식각 깊이가 결정되어 진다. 따라서, 단일한 염기성 습식 식각 공정으로도 다양한 깊이로 식각하는 것이 가능하다. 예를 들면, 도 1a 내지 1c의 경우 가운데에 위치한 제1 영역(110)이 바깥쪽의 제1 영역(110)에 비하여 식각 깊이가 작도록 구성되었다. 그러나 이는 예시적인 것으로서, 제조하고자 하는 각각의 미세 전극의 크기에 따라 각각의 제1 영역(110)의 식각 깊이는 적절하게 결정될 수 있으며, 이는 도 2 및 도 3을 참조하여 상세히 후술한다.　
도 1d를 참조하면, 기판(101)의 제1 영역(110)이 식각된 상태에서, 제1 영역(110) 및 기판(101)의 상부면상에 제1 도전층(102) 및 제2 도전층(103)을 순차적으로 형성할 수 있다. 제1 도전층(102)은 최종적으로 제조된 미세 전극에서 생체와 접촉하여 신경 신호를 기록 및/또는 전달하는 등 실질적인 전극의 역할을 수행하는 부분이다. 또한, 제2 도전층(103)은 최종적으로 제조된 미세 전극에서 화살촉 구조의 미세 전극의 실질적인 형태를 제공하는 역할을 하는 부분이다.
일 실시예에서, 제1 도전층(102)은 생체 적합성, 단위 면적당 전환 전하량, 공정의 용이성 등을 고려하여 선택된 적절한 물질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 도전층(102)은 크롬(Cr), 금(Au), 백금(Pt), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 이리듐(Ir), 이리듐 산화물(Iridium Oxide) 또는 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 금속 또는 금속 화합물, 폴리피롤(Poly pyrrole)과 같은 전도성 폴리머, 또는 불순물이 도핑된 다결정 실리콘 중 하나 이상을 포함하여 이루어질 수도 있다.
제1 도전층(102)이 기판(101)상에 형성된 상태에서, 제1 도전층(102)상에 제2 도전층(103)을 형성할 수 있다. 제2 도전층(103)은 식각된 제1 영역(110) 내부를 모두 채우도록 적층될 수 있다. 제2 도전층(103)은 기계적 강도, 전기 전도도, 공정의 용이성 등을 고려하여 선택된 적절한 물질로 구성될 수 있다. 또한, 제2 도전층(103)은 제1 도전층(102)과 동일한 물질 또는 이와 상이한 물질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 도전층(102)과 마찬가지로, 제2 도전층(103)은 크롬, 금, 백금, 니켈, 알루미늄, 구리, 이리듐, 이리듐 산화물 또는 ITO와 같은 금속 또는 금속 화합물, 폴리피롤과 같은 전도성 폴리머, 또는 불순물이 도핑된 다결정 실리콘 중 하나 이상을 포함하여 이루어질 수도 있다.
일 실시예에서 제1 도전층(102) 및 제2 도전층(103)은 도금(electroplating) 공정을 이용하여 형성될 수도 있다. 도금 공정을 이용하는 경우, 제1 도전층(102)이 먼저 기판(101)의 전면상에 증착되어 시드층(seed layer)의 역할을 할 수 있다. 다음으로, 제2 도전층(103)은 제1 도전층(102)을 시드층으로 하여 도금 공정에 의해 제1 도전층(102)상에 형성될 수 있다.
도 1e를 참조하면, 기판(101)의 표면이 드러나도록 기판(101) 상부면상의 제1 도전층(102) 및 제2 도전층(103)을 제거할 수 있다. 예를 들어, 제1 도전층(102) 및 제2 도전층(103)을 화학기계연마(Chemical Mechanical Polishing; CMP) 공정을 이용하여 평탄화함으로써 기판(101)의 상부면으로부터 제1 도전층(102) 및 제2 도전층(103)을 제거할 수도 있다. 그 결과, 제1 도전층(102) 및 제2 도전층(103)은 식각된 제1 영역(110)의 내부에만 잔존하게 되며, 제1 영역(110)의 형상에 따라 화살촉 구조의 미세 전극을 구성하게 된다.
도 1f를 참조하면, 제1 도전층(102) 및 제2 도전층(103)을 둘러싸는 기판(101)의 제2 영역(112)을 선택적으로 식각할 수 있다. 예를 들어, 제2 영역(112)은 포토리소그래피 및/또는 반응성 이온 식각(RIE)과 같은 건식 식각을 이용하여 식각될 수 있다. 다음으로, 식각되어 함몰된 제2 영역(112) 내에 제1 고분자 물질층(104)을 형성할 수 있다. 제1 고분자 물질층(104)은, 제1 도전층(102) 및 제2 도전층(103)으로 이루어지는 화살촉 구조의 미세 전극을 둘러싸는 지지벽의 역할을 하는 부분이다.
일 실시예에서, 제1 고분자 물질층(104)은 PDMS(Poly dimethyl siloxane), 폴리 카보네이트(Poly carbonate), PMMA(Poly methyl methacrylate), COC(Cyclo olefin copolymer), 폴리이미드(Polyimide) 및 파릴린(Parylene) 중 어느 하나 또는 이들의 2 이상의 조합을 포함하여 이루어질 수 있다.
도 1a 내지 1f를 참조하여 전술한 공정에 의하여, 제1 도전층(102) 및 제2 도전층(103)으로 이루어지는 화살촉 구조의 미세 전극을 제1 고분자 물질층(104)으로 이루어진 지지벽이 둘러싸도록 구성된, 지지벽으로 둘러싸인 화살촉 구조의 미세 전극이 제조될 수 있다.
도 1g를 참조하면, 지지벽으로 둘러싸인 화살촉 구조의 미세 전극이 형성된 기판(101)의 전면상에 제2 고분자 물질층(105)을 형성할 수 있다. 제2 고분자 물질층(105)은 제1 고분자 물질층(104)과 동일한 물질 또는 이와 상이한 물질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제2 고분자 물질층(105)은 제1 고분자 물질층(104)과 마찬가지로 PDMS, 폴리 카보네이트, PMMA, COC, 폴리이미드, 및 파릴린 중 어느 하나 또는 이들의 2 이상의 조합을 포함할 수 있다. 다음으로, 제2 도전층(103)의 표면이 노출되도록 제2 고분자 물질층(105)을 부분적으로 제거할 수 있다. 예를 들어, 포토리소그래피 및/또는 식각 공정을 이용하여 제2 고분자 물질층(105)을 선택적으로 패터닝할 수도 있다.
도 1h를 참조하면, 제2 고분자 물질층(105)이 형성된 기판(101)의 전면상에 제3 도전층(106)을 형성하고, 제3 도전층(106)을 선택적으로 제거하여 제2 도전층(103)과 전기적으로 연결된 미세 금속선을 형성할 수 있다. 이때 제3 도전층(106)은 전술한 제1 도전층(102) 및 제2 도전층(103)과 동일한 물질 또는 이와 상이한 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제3 도전층(106)은 크롬, 구리, 금, 알루미늄, 백금, 니켈 등의 금속 재질로 구성될 수도 있다.
도 1i를 참조하면, 제3 도전층(106)이 형성된 기판(101)의 전면상에 제3 고분자 물질층(107)을 형성하고, 제3 도전층(106)이 적어도 부분적으로 노출되도록 제3 고분자 물질층(107)을 선택적으로 제거할 수 있다. 이때 제3 도전층(106)은 미세 금속선의 기능을 하므로, 제3 고분자 물질층(107)에 의해 덮이지 않고 노출된 제3 도전층(106)의 영역(160)은 미세 전극과 외부의 전기적 연결을 위한 패드의 역할을 할 수 있다. 제3 고분자 물질층(107)은 제1 고분자 물질층(104) 및 제2 고분자 물질층(105)과 동일한 물질 또는 이와 상이한 물질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제3 고분자 물질층(107)은 제1 고분자 물질층(104) 및 제2 고분자 물질층(105)과 마찬가지로 PDMS, 폴리 카보네이트, PMMA, COC, 폴리이미드, 및 파릴린 중 어느 하나 또는 이들의 2 이상의 조합을 포함하여 이루어질 수 있다.
도 1j를 참조하면, 이상과 같은 상태에서 최종적으로 기판을 건식 식각 또는 습식 식각 등을 통해 제거함으로써, 일 실시예에 따른 지지벽으로 둘러싸인 화살촉 구조의 미세 전극의 제조가 완료된다. 제조된 결과물인 지지벽으로 둘러싸인 화살촉 구조의 미세 전극은, 제1 도전층(102) 및 제2 도전층(103)으로 이루어지는 화살촉 구조의 미세 전극(130)을 제1 고분자 물질층(104)의 지지벽이 둘러싸고 있는 구조를 갖는다. 화살촉 구조의 미세 전극(130) 및 지지벽(104)은, 제2 고분자 물질층(105) 및 제3 고분자 물질층(107)으로 이루어지는 플렉서블 기판(120)상에 배치되며, 상기 플렉서블 기판(120)의 내측에는 제3 도전층(106)이 배치되어 전기적 연결을 위한 미세 금속선의 역할을 할 수 있다. 또한, 제3 도전층(106)이 외부로 노출된 영역(160)은 외부와의 전기적 연결을 위한 패드의 역할을 할 수 있다.
이상에서 설명된 실시예에 따른 지지벽으로 둘러싸인 화살촉 구조의 미세 전극 어레이의 제조 방법은, 3개의 미세 전극을 포함하는 미세 전극 어레이를 기준으로 하여 설명되었다. 그러나 본 명세서에서 설명된 실시예 및 이에 첨부된 도면들에 있어서 미세 전극 어레이에 포함되는 개별 미세 전극의 개수 및/또는 크기는 단지 예시적인 것으로서, 실시예들에 따른 지지벽으로 둘러싸인 화살촉 구조의 미세 전극 어레이의 제조 방법을 이용하여 본 명세서에서 설명된 것과 상이한 크기 및/또는 개수의 미세 전극을 갖는 미세 전극 어레이를 제조할 수 있으며, 또는 단일 미세 전극을 제조할 수도 있다는 점은 당업자에게 자명하게 이해될 것이다.　
또한, 도 1a 내지 1j를 참조하여 전술한 실시예에 따른 지지벽으로 둘러싸인 화살촉 구조의 미세 전극 어레이의 제조 방법에서, 미세 전극 어레이는 가운데에 위치하는 미세 전극의 크기가 바깥쪽에 위치하는 미세 전극의 크기보다 작은 오목한 어레이로 도시되었다. 그러나 이는 예시적인 것으로서, 미세 전극 어레이의 형태는 생체 신호의 기록 및/또는 검출 대상의 형태에 따라 이에 균일한 밀착을 제공할 수 있는 형태로 적절하게 결정될 수 있다.
예를 들어, 도 2 및 도 3은 본 발명의 다른 실시예들에 따라 제조된 지지벽으로 둘러싸인 화살촉 구조의 미세 전극을 포함하는 미세 전극 어레이의 단면도들이다. 도 2에 도시된 실시예의 경우 미세 전극 어레이에 포함되는 각각의 미세 전극의 크기가 동일한 균일한 어레이를 도시하며, 또한 도 3에 도시된 실시예의 경우 미세 전극 어레이에서 가운데에 위치하는 미세 전극의 크기가 바깥쪽에 위치하는 미세 전극의 크기보다 큰 볼록한 어레이를 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 지지벽으로 둘러싸인 화살촉 구조의 미세 전극을 포함하는 미세 전극 어레이의 사진이다. 도시되는 바와 같이, 화살촉 형상의 끝 부분을 갖는 미세 전극을 하나 이상 포함하여 미세 전극 어레이를 구성할 수 있으며, 미세 전극 어레이가 생체 신호의 기록 및/또는 전달 대상에 안정적으로 밀착할 수 있도록 대상의 형태에 따라 각각의 미세 전극을 상이한 크기로 구성할 수 있다.
이상에서 살펴본 본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그러나, 이와 같은 변형은 본 발명의 기술적 보호범위 내에 있다고 보아야 한다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.
101 : 기판 110 : 제1 영역
111 : 보호막 112 : 제2 영역
102 : 제1 도전층 103 : 제2 도전층
104 : 제1 고분자 물질층 105 : 제2 고분자 물질층
106 : 제3 도전층 107 : 제3 고분자 물질층
1102 : 마스크막

Claims (10)

  1. 기판의 제1 영역이 식각되며, 식각된 상기 제1 영역의 바닥면은 뾰족한 형상을 갖도록 상기 기판을 식각하는 단계;
    식각된 상기 제1 영역에 제1 도전층 및 제2 도전층을 순차적으로 형성하는 단계;
    상기 제1 도전층 및 상기 제2 도전층을 둘러싸는 상기 기판의 제2 영역을 식각하는 단계; 및
    상기 제2 영역에 제1 고분자 물질층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지지벽으로 둘러싸인 화살촉 구조의 미세 전극 어레이의 제조 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 기판의 전면상에 제2 고분자 물질층을 형성하는 단계;
    상기 제2 도전층이 노출되도록 상기 제2 고분자 물질층을 부분적으로 제거하는 단계;
    상기 기판상에 상기 제2 도전층과 전기적으로 연결된 제3 도전층을 형성하는 단계;
    상기 기판의 전면상에 제3 고분자 물질층을 형성하는 단계; 및
    상기 제3 도전층이 적어도 부분적으로 노출되도록 상기 제3 고분자 물질층을 부분적으로 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지지벽으로 둘러싸인 화살촉 구조의 미세 전극 어레이의 제조 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 기판을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지지벽으로 둘러싸인 화살촉 구조의 미세 전극 어레이의 제조 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 기판을 식각하는 단계는,
    상기 제1 영역을 수직 방향으로 식각하는 단계;
    식각된 상기 제1 영역의 수직면에 보호막을 형성하는 단계; 및
    식각된 상기 제1 영역의 바닥면을 뾰족한 형상으로 식각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지지벽으로 둘러싸인 화살촉 구조의 미세 전극 어레이의 제조 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제1 영역을 수직 방향으로 식각하는 단계는, 상기 제1 영역을 건식 식각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지지벽으로 둘러싸인 화살촉 구조의 미세 전극 어레이의 제조 방법.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 제1 영역의 바닥면을 뾰족한 형상으로 식각하는 단계는, 상기 제1 영역을 염기성 습식 식각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지지벽으로 둘러싸인 화살촉 구조의 미세 전극 어레이의 제조 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 도전층 및 제2 도전층을 순차적으로 형성하는 단계는,
    식각된 상기 제1 영역 및 상기 기판의 상부면상에 제1 도전층 및 제2 도전층을 순차적으로 형성하는 단계; 및
    상기 기판의 상부면상의 상기 제1 도전층 및 상기 제2 도전층을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지지벽으로 둘러싸인 화살촉 구조의 미세 전극 어레이의 제조 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 식각된 상기 제1 영역 및 상기 기판의 상부면상에 제1 도전층 및 제2 도전층을 순차적으로 형성하는 단계는,
    상기 제1 영역 및 상기 기판의 상부면상에 시드층으로서 상기 제1 도전층을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 도전층상에 상기 제2 도전층을 도금하여 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지지벽으로 둘러싸인 화살촉 구조의 미세 전극 어레이의 제조 방법.
  9. 제 2항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 도전층은, 크롬, 금, 백금, 니켈, 알루미늄, 구리, 이리듐, 이리듐 산화물, ITO, 폴리피롤 및 불순물이 도핑된 다결정 실리콘으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 지지벽으로 둘러싸인 화살촉 구조의 미세 전극 어레이의 제조 방법.
  10. 제 2항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 고분자 물질층은, PDMS, 폴리 카보네이트, PMMA, COC, 폴리이미드 및 파릴린으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 지지벽으로 둘러싸인 화살촉 구조의 미세 전극 어레이의 제조 방법.
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