[테크월드=방제일 기자] 미세한 기판 위에서 복잡하고 정교한 형태를 미세하게 조절 하는 기술이 나왔다. 더 작은 반도체 소자 제작을 위해 필요한 나노 패터닝(Nano Patterning) 공정 개발에 도움이 될 전망이다.

UNIST 에너지 및 화학공학부의 김소연 교수팀은 ‘나노 모자이크 코팅’을 이용해 블록공중합체의 복잡한 패턴을 제어 할 수 있는 기술을 개발했다. 블록 공중합체(block copolymer)는 고분자 물질로 스스로 머리카락 10만분의 1 두께로 특정 패턴을 만든다. 연구팀이 개발한 기술을 이용하면 블록 공중합체가 스스로 만드는 ‘그림’을 더 정밀하게 조절 할 수 있다.

반도체 같은 미세 소자는 강한 빛을 이용해 기판에 회로를 그리는 리소그래피 공정을 이용해 제작한다. 더 성능 좋은 전자기기를 만들려면 반도체 크기가 작아져야 하고, 회로 폭도 더 가늘어져야 한다. 하지만 현재 기술로는 10나노미터 폭 이하로는 회로 구현이 힘들다. 게다가 공정 비용이 비싸고, 각종 화학약품을 사용하는 문제도 있다.
 

블록 공중합체는 박막(thin flim) 상에서 자기조립을 통해 스스로 주기적인 나노패턴을 형성한다. 이 성질을 이용하면 10나노미터(10억분의 1미터) 이하의 초미세 패터닝이 가능하다. 하지만 블록 공중합체를 이용해 원하는 나노패턴을 얻으려면 박막과 기판 사이의 ‘계면 조건(계면에너지)’이나 박막의 표면 조건(표면에너지)을 정확하게 통제해야 한다는 한계가 있다.

연구팀은 블록 공중합체와 기판 사이에 나노 모자이크를 만들어 아무 처리 하지 않은 기판 위에서는 얻을 수 없었던 블록 공중합체 초미세 나노패턴을 손쉽게 얻을 수 있다. 게다가 나노 모자이크를 기판에 코팅하는 방법도 매우 간단하다.

김소연 교수는 “블록 공중합체 나노 패터닝은 차세대 리소그래피 방식으로 주목을 받았지만 정확한 계면조절이 필요하다는 한계점이 있다”며 “나노 모자이크 코팅이라는 간단한 방식을 이용해 블록 공중합체 박막의 계면을 조절하는 데 성공했다”고 연구 의의를 밝혔다. 그는 이어 “나노 모자이크 코팅은 기존 고분자 박막 계면 조절 방식보다 훨씬 간단해 대면적으로 산업화가 용이하며, 향후 다양한 시스템의 계면조절에 응용 가능 할 것”이라고 기대했다.

이 기사를 공유합니다
저작권자 © 테크월드뉴스 무단전재 및 재배포 금지
이 기사와 관련된 기사