마이크로 어레이 기판 제조 방법 및 마이크로 어레이 기판 제조 장치{Method and apparatus for producing micro-arrray substrate}
본 발명은 마이크로 어레이 기판 제조 방법 및 마이크로 어레이 기판 제조 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 균일성과 신뢰성이 향상된 자기조립단층을 형성하는 마이크로 어레이 기판 제조 방법 및 이를 위한 마이크로 어레이 기판 제조 장치에 관한 것이다.
최근 들어 게놈 프로젝트가 발전하면서 다양한 유기체의 게놈 뉴클레오타이드 서열이 밝혀짐에 따라 바이오 마이크로칩, 그 중에서도 마이크로 어레이에 대한 관심이 증가하고 있다. 마이크로 어레이는 유전자 발현분석(expression profiling), 유전자형 분석(genotyping), SNP와 같은 돌연변이(mutation) 및 다형 (polymorphism)의 검출, 단백질 및 펩티드 분석, 잠재적인 약의 스크리닝, 신약 개발과 제조 등에 널리 사용되고 있다. 상기 열거된 분석이나 검출을 위해 사용되는 마이크로 어레이는 기판 상에 다수의 올리고머 프로브를 구비해야 하며, 다수의 올리고머 프로브들은 영역별로 서로 다른 서열을 가지고 기판 상에 고정되어 있다. 이 때, 보다 안정적이고 집적된 올리고머 프로브를 고정하기 위해 기판 상에 올리고머 프로브의 커플링을 매개하는 작용기층, 즉 자기조립단층(Self-Assembed Monolayer; SAM)을 형성할 수 있다. 이 후, 작용기층 위에 DNA, 단백질 등을 부착하는 등의 단계를 거쳐서 마이크로 어레이가 제작, 사용되고 있다. 이러한 방법으로 작용기층인 자기조립단층이 형성된 마이크로 어레이 기판을 생산할 때 여러 번의 공정 단계를 거쳐야 하는 어려움이 있어서, 마이크로 어레이 기판의 신뢰성이나 양산성에서 문제가 있어 왔다. 특히, 공개특허 제10-2004-0017904호와 같은 종래기술에서는 마이크로 어레이 기판을 제조하기 위해서 올리고머 프로브의 커플링을 매개하는 작용기층 물질을 알콜 등과 같은 용매에 용해한 용액에 슬라이드 글라스를 담금(dipping)으로써 작용기층을 형성한다. 이러한 담금법의 경우 작용기층을 형성하기 위해서 슬라이드 글라스 표면에 결합 반응이 진행됨에 따라 용액 내의 존재하는 작용기층 물질의 농도가 낮아지는 등의 문제가 있을 뿐만 아니라, 용액이 담긴 용기의 위치와 시간에 따라 일정하게 유지되는 것이라 아니라 용액 내에서 작용기층 물질의 농도를 제어하기가 매우 어려워서, 담금법에 의해서는 슬라이드 글라스 표면 전체에 고르게 작용기층을 형성하는 것이 용이하지 않다. 이로 인해 마이크로 어레이 기판의 균일성과 신뢰성이 매우 떨어지는 문제점이 발생한다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 것으로서, 표면개질 물질의 증기를 이용하여 자가조립단층을 형성하여, 균일성과 신뢰성이 향상된 마이크로 어레이 기판 제조할 수 있는 방법과 이를 위한 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 어레이 기판 제조 방법은 베이스 기판을 세척하는 단계; 상기 베이스 기판이 제공되는 용기 내부에 표면개질 물질의 증기를 공급하는 단계; 및 상기 표면개질 물질의 증기가 상기 베이스 기판의 표면에 결합하여 자기조립단층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 세척된 상기 베이스 기판의 표면에 -OH기가 형성되도록 상기 베이스 기판의 표면을 활성화하는 단계를 더 포함할 수 있다. 액상의 표면개질 물질을 수용하는 버블러(bubbler) 내부에 불활성 가스를 공급하여 상기 불활성 가스가 자기조립단층 재료의 증기를 이동시키는 단계를 더 포함하고, 상기 버블러(bubbler)는 상온 내지 상기 표면개질 물질의 끓는점 온도 사이의 온도로 가열될 수 있다. 상기 용기의 내부는 상기 표면개질 물질의 증기와 불활성 기체를 포함하는 혼합 기체로 충진되고, 그 내부 압력은 0.001 기압 내지 2 기압으로 유지될 수도 있고, 또는 상기 베이스 기판이 액체에 잠길 수 있도록 상기 용기의 내부에 상기 액체가 제공될 수도 있다. 상기 표면개질 물질은 -NH 2 , -SH, 에폭시, 아크릴릭(acrylic), 시안토(cyanato), -COOH, -CHO, 티올기, 실라놀기, 포스핀기, L라이신, 아민, 알데히드, 에폭시, 폴리리신(ploy-L-lysine) 중 선택된 적어도 어느 하나의 작용기일 수 있다. 상기 베이스 기판은 유리, 금속, 고분자, 실리콘, 화합물 반도체 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 마이크로 어레이 기판 제조 장치는 베이스 기판을 수용하는 용기; 상기 용기의 일측에 제공된 가스 분배기에 연결된 가스 공급관; 상기 가스 공급관에 연결되고, 액상의 표면개질 물질을 수용하는 버블러(bubbler); 상기 액상의 표면개질 물질 내부에 불활성 가스를 공급하는 캐리어 가스 공급부; 및 상기 용기의 타측에 제공된 배기부를 포함하고, 상기 불활성 가스에 의해서 공급되는 상기 표면개질 물질의 증기를 이용하여 상기 베이스 기판의 표면에 표면개질 물질로 이루어진 자기조립단층을 형성할 수 있다. 상기 가스 분배기와 배기부는 상기 베이스 기판의 양단 방향에 서로 대향하도록 배치될 수 있다. 상기 가스 분배기는 복수의 홀을 포함하고, 상기 가스 분배기의 표면의 단위 면적당 상기 복수의 홀의 유효 단면적은 상기 가스 분배기의 중앙 영역에서 가장자리 영역으로 갈수록 커질 수 있다.
본 발명에 따른 마이크로 어레이 제조 방법 또는 마이크로 어레이 제조 장치에 의하면, 표면개질 물질의 증기를 이용하여 자가조립단층을 형성함으로써, 시간이나 온도에 따라서 변화하지 않고 베이스 기판 표면에 결합되는 표면개질 물질의 농도를 일정하게 조절할 수 있어서 신뢰성과 양산성이 향상된 마이크로 어레이 기판을 제조할 수 있다. 또한, 표면개질 물질 용액을 수용하고 그 증기를 발생시키는 버블러(bubbler)의 온도와 상기 버블러에 제공되는 불활성 가스의 유량을 조절하거나, 베이스 기판이 제공되는 표면개질 물질의 농도 혹은 용기 내부 압력 등의 공정조건을 조절하여 자기조립단층의 특성을 간단한 방법으로 제어할 수 있다. 그리고, 복수의 베이스 기판을 나란히 적재하고, 표면개질 물질의 증기를 공급하여 자기조립단층을 형성하는 배치(batch) 타입의 마이크로 어레이 기판 제조장치를 이용하면, 균일한 특성을 갖는 대량의 마이크로 어레이 기판을 동시에 생산하는 것이 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 자기조립단층 구조의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 어레이 제조 방법의 순서도이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 어레이 제조 장치의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 마이크로 어레이 제조 장치의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가스 분배기의 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 내시경의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다. 단지 본 발명의 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 해당분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면은 실시 예를 설명하기 위해 그 크기가 과장될 수 있고, 도면상의 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
마이크로 어레이 칩은 다수의 올리고머 프로브를 구비해야 하는데, 다수의 올리고머 프로브들은 영역별로 서로 다른 서열을 가지고 마이크로 어레이 기판 상에 고정되어야 한다. 마이크로 어레이 기판에 보다 안정적이고 집적된 올리고머 프로브를 고정하기 위해 올리고머 프로브의 커플링을 매개하는 작용기를 포함하는 자기조립단층(Self-Assembed Monolayer; SAM)을 형성하여 베이스 기판(100)의 표면을 표면개질하는 과정이 필요하다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 자기조립단층 구조의 개념도로서, 베이스 기판(100) 상에 형성되는 자기조립단층(110)은 베이스 기판(100) 표면과 결합할 수 있는 헤드 그룹(head group; 111), 주로 알킬 사슬로 구성되는 백본(backbone; 112), 및 기능성을 부여할 수 있는 작용기를 포함하는 엔드 그룹(end group; 113)로 구성된다. 헤드 그룹(111)은 베이스 기판(100)의 종류에 따라서 선택할 수 있는데, 흔히 사용되는 슬라이드 글래스(유리)나 규소의 경우에는 실란계가 선택되고, 베이스 기판(100)이 금속인 경우에는 티올계(-SH)가 선택될 수 있다. 그리고, 헤드 그룹과 엔드 그룹을 연결하는 백본(112)은 하이드로 카본 체인이나 플로 카본 체인들일 수 있다. 마지막으로 엔드 그룹(113)은 이후 반응이 될 부분, 즉 어떤 물질을 붙일 거이냐에 따라서 다양한 작용기 중에서 선택될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 어레이 제조 방법의 순서도이고, 도 3 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 어레이 제조 장치들의 개략도이다. 도 2 내지 도 4를 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 어레이 기판 제조 방법 베이스 기판을 세척하는 단계(S100); 상기 베이스 기판이 제공되는 용기 내부에 표면개질 물질의 증기를 공급하는 단계(S200); 및 상기 표면개질 물질의 증기가 상기 베이스 기판의 표면에 결합하여 자기조립단층을 형성하는 단계(300)를 포함할 수 있다. 베이스 기판(100)은 마이크로 어레이 기판을 형성하는 가장 기본적인 구성으로, 후술하는 자기조립단층을 지지하고 마이크로 어레이 기판의 기본 구조를 구성하는 역할을 수행하는데, 유리, 금속, 고분자, 실리콘, 화합물 반도체 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 물질로 이루어질 수 있다. 마이크로 어레이 기판 제조가 수행되는 용기(200) 내부에 베이스 기판(100)이 제공되기 전에, 베이스 기판(100)은 표면에 이물질이 존재하지 않도록 다양한 방법을 통해 세척될 수 있다. 다음으로, 세척된 베이스 기판(100)을 용기(200) 내부로 도입한 후에, 용기(200) 내부로 표면개질 물질의 증기를 공급한다. 표면개질 물질은 자기조립단층(110)의 엔드 그룹(113)을 구성하는 -NH 2 , -SH, 에폭시, 아크릴릭(acrylic), 시안토(cyanato), -COOH, -CHO, 티올기, 실라놀기, 포스핀기, L라이신, 아민, 알데히드, 에폭시, 폴리리신(ploy-L-lysine) 중 선택된 적어도 어느 하나의 작용기를 포함하는 물질일 수 있다. 예를 들어, 베이스 기판(100)이 유리인 경우에는 베이스 기판(100)의 표면에 결합되는 헤드 그룹(111)으로 실란계가 선택될 수 있으므로, 표면개질 물질은 -NH 2 , -SH, 에폭시, 아크릴릭(acrylic), 시안토(cyanato), -COOH, -CHO, 티올기, 실라놀기, 포스핀기, L라이신, 아민, 알데히드, 에폭시, 폴리리신(ploy-L-lysine) 중 선택된 적어도 어느 하나의 작용기를 포함하는 실란계 물질로서, 3-aminopropyltriethoxysilane 등 일 수 있다. 한편, 상온 등의 소정의 온도에서 액상으로 존재하는 표면개질 물질의 증기를 시간 등에 따라서 변화하지 않고 일정한 농도로서 용기(200) 내부로 도입하기 위해서, 액상의 표면개질 물질을 수용하는 버블러(bubbler; 300) 내부에 캐리어 개스로서 불활성 가스를 공급하여 버블링시킴으로써 상기 불활성 가스가 표면개질 물질의 증기를 이동시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 버블러(300) 내부에 수용된 표면개질 물질의 상부에 존재하는 표면개질 물질의 증기압을 조절하기 위하여 버블러(300)는 상온 내지 상기 표면개질 물질의 끓는점 온도 사이의 온도로 가열될 수 있다. 상온의 경우에도 액상의 표면개질 물질은 소정의 증기압을 가지고 있으나, 안정적으로 일정한 농도의 표면개질 물질의 증기를 용기(200)에 공급하기 위해서 버블러(300)의 온도를 조절하는 것이다. 표면개질 물질의 끓는점 이상으로 가열하면, 너무 높은 증기압으로 인하여 캐리어 개스에 의해서 이동되어 공급되는 표면개질 물질의 농도를 제어하는 것이 어려움이 있으므로 끊는점보다 낮은 온도로 유지할 수 있다. 제어가능한 범위에서 안정적으로 표면개질 물질의 증기를 공급하기 위하여 버블러(300)의 온도는 상온과 끊는점 사이의 온도 차이의 30 내지 80%에 해당하는 온도만큼 상온으로부터 가열할 수 있다. 버블러(300)의 유지온도는 상온 내지 200℃일 수 있다. 이와 같이 버블러(300)에 가스 공급관(220)을 경유하여 연결된 불활성 가스 공급부(230)에서 공급되는 불활성 가스의 유량이나, 버블러(300) 내부의 표면개질 물질의 증기압(혹은 버블러의 온도) 등을 조절함으로써 불활성 가스에 의해서 ㅇㅣ동되어 용기(200) 내부로 공급되는 표면개질 물질의 증기량을 일정하게 할 수 있을 뿐만 아니라, 필요에 따라서 표면개질 물질의 증기량을 조절할 수도 있게 된다. 이후에, 용기 내부로 제공된 표면개질 물질의 증기는 베이스 기판(100)의 표면로 도달하여 결합함으로써 자기조립단층을 형성한다. 표면개질 물질로서 -NH 2 , -SH, 에폭시, 아크릴릭(acrylic), 시안토(cyanato), -COOH, -CHO, 티올기, 실라놀기, 포스핀기, L라이신, 아민, 알데히드, 에폭시, 폴리리신(ploy-L-lysine) 중 선택된 적어도 어느 하나의 작용기를 포함하는 실란계 물질을 사용하는 경우, 실란계 물질에 포함된 실리콘이 베이스 기판(100)의 표면에 결합됨으로써 자기조립단층을 형성한다. 표면개질 물질을 알콜 등의 용매에 용해한 용액에 베이스 기판을 담금으로써 자기조립단층을 형성하는 종래기술과는 달리 본 발명에 따른 증발법의 경우 증기 상의 표면개질 물질을 일정한 농도 혹은 공급량으로 베이스 기판(100)에 직접 제공되어 시간이나 위치 등과 무관하게 균일한 특성의 자기조립단층(110)을 형성할 수 있게 된다. 한편, 본 발명에 따른 마이크로 어레이 제조 방법은 표면개질 물질의 증기가 베이스 기판(100)의 표면에 잘 결합할 수 있도록, 세척된 상기 베이스 기판의 표면에 -OH기를 형성하여 상기 베이스 기판의 표면을 활성화하는 단계를 더 포함할 수도 있다. 과산화수소, 암모니아수, 탈이온수(DI water)를 1:1:5로 혼합한 후, 세척된 베이스 기판(100)을 5 내지 20분간 침지하여 베이스 기판의 표면에 염기(OH)를 유도하여 후술하는 자기조립단층의 형성이 잘 될 수 있도록 유도할 수 있다. 본 발명에 따른 마이크로 어레이 제조 방법에서는 표면개질 물질의 증기를 이용하여 자기조립단층을 형성하기 위하여 건식법 또는 습식법으로 수행될 수 있다. 건식법의 경우는 용기(200)의 내부는 표면개질 물질의 증기와 불활성 기체를 포함하는 혼합 기체로 충진되고(도 3 참조), 용기(200)의 내부 압력은 0.001 기압 내지 2 기압으로 유지할 수 있다. 버블러(300)의 온도, 불활성 가스의 유량 등과 함께 용기(200) 내부 압력에 의해서 용기(200) 내부에 존재하는 표면개질 물질 농도(혹은 물질량)이 제어 가능할 수 있다. 습식법의 경우는 용기(200)의 내부를 물과 같은 액체로서 채움으로써 베이스 기판(100)이 액체(400)에 잠길 수 있도록 한 상태에서, 용기(200)의 하단부로부터 표면개질 물질의 증기를 공급한다(도 4 참조). 습식법의 경우에 용기(200)의 내부를 모두 액체로서 채울 필요는 없고, 용기의 상단부 일부는 혼합 기체로 채워질 수 있으며, 이러한 혼합 기체의 압력을 0.001 기압 내지 2 기압으로 유지할 수 있다. 한편, 액체 내의 표면개질 물질의 농도가 시간에 따라 변화하는 경우 베이스 기판(100)의 표면에 공급되는 표면개질 물질의 량이 일정하지 않으므로 액체(400)는 표면개질 물질을 용해하지 않는 물질이 선택될 수 있다. 그러나, 표면개질 물질이 액체(400)에 용해되는 경우에도 표면개질 물질의 증기가 용기(200)의 하단부에 공급되어 베이스 기판(100)을 통과한 후 용기 외부로 배출되는(즉, 용기 내에 머무르는) 시간이 짧아서 액체(400) 내부에 용해되는 량이 매우 작아서 표면개질 물질의 농도 변화도 시간이나 공정진행에 따라서 변화하지 않을 수 있다. 기존의 마이크로 어레이 기판을 제조하기 위해서 표면개질 물질을 용해한 용액에 베이스 기판(100)을 침지하는 담금법을 사용하여 자기조립단층을 형성함으로써, 표면개질 물질이 베이스 기판에 결합하는 만큼 용액 내에 존재하는 표면개질 물질의 농도가 낮아지고, 용액이 담긴 용기의 위치와 시간에 따라 용액 내에서 작용기층 물질의 농도를 제어하기가 어려운 문제점을 갖고 있었다. 그러나, 본 발명에 따른 마이크로 어레이 제조 방법에서는 캐리어 개스인 불활성 기체를 이용하여 용기 내부로 제공되는 일정한 농도의 표면개질 물질 증기를 이용하여 공정 진행 상태, 시간, 위치 등과 무관하게 베이스 기판 표면에 표면개질 물질을 공급할 수 있고, 신뢰성과 양산성이 향상된 마이크로 어레이 기판을 제조할 수 있다. 또한, 표면개질 물질 용액을 수용하고 그 증기를 발생시키는 버블러(bubbler)의 온도(증기압)와 상기 버블러에 제공되는 불활성 가스의 유량을 조절하거나, 용기 내부 압력 등의 공정조건을 조절하여 자기조립단층의 특성을 간단한 방법으로 제어할 수 있다. 한편, 종래기술의 담금법으로 실행하는 경우에는, 담금법 진행 후 용매를 제거하기 위한 후세척 단계가 반드시 필요하지만, 본 발명의 건식법에서는 후세척이 필요없다. 물론, 본 발명에 따른 마이크로 어레이 기판 제조 방법에서도 필요에 따라 마이크로 어레이 기판 표면의 불순물 및/또는 반응하지 못한 표면개질 물질을 제거하기 위해 처리된 기판을 세척할 수 있음은 물론이다.
도 3 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 마이크로 어레이 제조 장치는 베이스 기판(100)을 수용하는 용기(200); 상기 용기(200)의 일측에 제공된 가스 분배기(210)에 연결된 가스 공급관(220); 상기 가스 공급관(220)에 연결되고, 액상의 표면개질 물질을 수용하는 버블러(300); 상기 액상의 표면개질 물질 내부에 불활성 가스를 공급하는 캐리어 가스 공급부(230); 상기 용기(200)의 타측에 제공된 배기부(240)를 포함하고, 상기 불활성 가스에 의해서 공급되는 상기 표면개질 물질의 증기를 이용하여 상기 베이스 기판(100)의 표면에 표면개질 물질로 이루어진 자기조립단층(110)을 형성할 수 있다. 도 3 내지 도 4에는 도시되지 않았지만, 가스 공급관(220), 배기부(240) 등에는 용기(200) 내부로 공급되는 표면개질 물질 증기의 농도를 제어하기 위한 유량계, 밸브 등이 추가로 제공될 수도 있다. 용기(200) 내부에 제공되는 베이스 기판(100)은 필요에 따라서 다수가 평행하게 거치된 상태에서 자기조립단층 형성을 진행할 수 있는 배치(batch) 타입의 마이크로 어레이 제조 장치일 수 있는데, 배치 타입의 경우에도 용기 내부의 표면개질 물질 증기 농도는 시간적으로 공간적으로 일정하여 신뢰성이 향상된 마이크로 어레이 기판을 대량으로 생산할 수 있다. 또한, 용기(200) 내부의 압력을 제어하는 등의 공정 변수를 조절하여 용기 내부에 머무르는 표면개질 물질 증기의 농도를 균일하게 유지하면, 배치(batch) 타입의 마이크로 어레이 제조 장치에서는 베이스 기판(100)이 평행하게 배열되는 단을 복수로 적층하여 더욱 많은 수의 베이스 기판을 표면처리할 수도 있다. 표면개질 물질의 증기와 불활성 가스의 혼합 기체를 용기 내부로 균일하게 도입하는 가스 분배기(220)과 외부의 펌프나 배기 덕트(250)에 연결되어 미반응 표면개질 물질 증기를 외부로 배출하는 배기부(240)는 베이스 기판(100)의 양단 방향에 서로 대향하도록 배치되어, 표면개질 물질 증기가 베이스 기판(100)의 표면에 일정하게 공급될 수 있도록 한다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가스 분배기의 단면도이다. 가스 분배기(210)는 중간부에 가스 공급관(220)에 연결된 내부 공간(211)과 내부 공간(211)에 연통하여 용기(200) 내부로 표면개질 물질 증기를 공급하는 복수의 홀(212)를 포함한다. 가스 분배기(210)의 중앙 영역은 가스 공급관(220)에 인접하고 있어서, 가스 공급관(220)을 통하여 공급된 표면개질 물질 증기가 가스 분배기(210)의 중앙 영역을 통하여 더욱 용이하게 배출될 수 있어서 가스 분배기(210)의 중앙 영역과 가장자리 영역에서 공급되는 표면개질 물질 증기의 량이 위치에 따라 상이할 수 있다. 따라서, 가스 분배기(210)의 표면의 단위 면적당 상기 복수의 홀(212)의 유효 단면적은 가스 분배기의 중앙 영역에서 가장자리 영역으로 갈수록 크도록 구성하여, 가스 분배기(210)의 위치에 상관 없이 일정한 표면개질 물질 증기를 용기(200) 내부로 공급할 수 있다. 도 5에서는 중앙 영역에서 홀(212) 사이의 간격이 가장자리 영역에서보다 더 넓도록 하였으나, 홀 사이의 간격은 동일하게 하고 중앙 영역에서의 홀의 크기를 가장자리 영역에서의 홀 크기보다 작게할 수도 있다. 가스 분배기(210)의 표면의 단위 면적당 상기 복수의 홀(212)의 유효 단면적을 위치에 따라 다르게 하는 방법은 특별히 제한되지 아니한다.
본 발명에 따른 마이크로 어레이 제조 방법 또는 마이크로 어레이 제조 장치에 의하면, 표면개질 물질의 증기를 이용하여 자가조립단층을 형성하므로써, 시간이나 온도에 따라서 베이스 기판 표면에 결합되는 표면개질 물질의 농도를 일정하게 조절할 수 있어서 신뢰성과 양산성이 향상된 마이크로 어레이 기판을 제조할 수 있다. 또한, 표면개질 물질 용액을 수용하고 그 증기를 발생시키는 버블러(bubbler)의 온도와 상기 버블러에 제공되는 불활성 가스의 유량을 조절하거나, 베이스 기판이 제공되는 표면개질 물질의 농도 혹은 용기 내부 압력 등의 공정조건을 조절하여 자기조립단층의 특성을 간단한 방법으로 제어할 수 있다. 그리고, 복수의 베이스 기판을 나란히 적재하고, 표면개질 물질의 증기를 공급하여 자기조립단층을 형성하는 배치(batch) 타입의 마이크로 어레이 기판 제조장치를 이용하면, 균일한 특성을 갖는 대량의 마이크로 어레이 기판을 동시에 생산하는 것이 가능하다. 이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100: 베이스 기판 110: 자기조립단층
111: 헤드 그룹 112: 백본
113: 엔드 그룹 200: 용기
210: 가스 분배기 211: 내부 공간
212: 홀 220: 가스 공급관
230: 캐리어 가스 공급부 240: 배기부
250: 배기덕트 300: 버블러
400: 액체 |
