1억원으로 10㎚ 대면적 구조체 공정기술 개발

나노종합기술원-KAIST, 리소그라피ㆍ플라스마 이온반응 활용

1억 원의 초기비용으로 10㎚급 대면적 구조체를 만들 수 있는 기술이 개발됐다.

나노종합기술원(NNFC)은 전환진 NNFC 박사, 정희태 KAIST 나노융합연구소 소장, 김상욱 KAIST 신소재공학과 교수, 정현수 KIST 박사, 신동옥 ETRI 박사 등이 공동연구진이 자기조립 물질과 플라스마 이온반응을 이용해 10㎚급의 나노 구조를 대면적으로 제작할 수 있는 차세대 공정기술을 개발했다고 7일 밝혔다.

기존에 나노 구조체를 만들기 위해서는 수백억 원 이상 고가의 형상제작 장비가 필요했다.

그러나 이번 기술은 플라스마 반응으로 1억 원 이하의 비용으로 10㎚급 초미세 3차원 나노구조체를 대면적으로 제작이 가능했다.

이 기술은 상용화 적용이 가능한 원천기술로 차세대 반도체ㆍ디스플레이ㆍ전자소자 등 여러 분야에 적용할 수 있을 전망이다.

이 기술은 상향식 방법의 ‘블락공중합체(Block copolymer) 리소그라피 기술’과 하향식 방법의 ‘플라스마 이온반응’을 융합해 개발된 신개념 기술이다.

기본 개념으로는 플라스마의 이온반응 시에 나타나는 ‘2차 스퍼터링 (secondary sputtering) 현상’을 이용한다.

2차 스퍼터링 현상은 플라스마 상태에서 이온입자를 가속해 목적기판에 물리적 충격을 가하면 식각(etching)된 목적물질 입자가 임의의 각도로 이탈되는 현상이다.

이어 기본 60㎚대 자기조립 고분자 외벽에 기판물질을 재증착해 10nm대의 금속 구조체를 대면적에 제작하는 방식이다.

마스크 공정없이 대면적에 폴리머를 패턴화할 수 있는 자기조립 방법과 금속과 무기물 물질의 10nm대 초미세화할 수 있는 플라스마 미세제어 공정을 융합한 미세 나노구조 제작 공정이다.

전환진 나노종합기술원 박사는 “반도체를 포함한 미래 전자소자에 필수적인 미세나노구조 제작 기술은 과학계에 숙원사업”이었다며 “이번 기술로 고가의 장비 없이 반도체ㆍ디스플레이ㆍ에너지ㆍ촉매 분야 등에 그대로 활용할 수 있어는 점에서 산업적 의의가 크다”고 말했다.

이 연구는 미래창조과학부가 추진하는 GRDC(해외우수연구기관 유치사업)의 지원으로 이뤄졌다. 최소망 기자 somangchoi@