사실상 일본 기업이 독점하고 있는 반도체 소재 중 하나인 '포토레지스트(감광제)'를 대체할 수 있는 기술이 개발됐다.
 
블록공중합체의 자기조립 성질 이용

한국과학기술연구원(KIST) 광전하이브리드연구센터 손정곤 책임연구원팀은 최근 포토레지스트를 쓰지 않고도 '나노 패터닝(Nano Patterning)기술'로 10nm 이하의 초정밀 반도체를 제조할 수 있다고 밝혔다.
 
포토레지스트는 반도체 광식각(포토리소그래피) 공정의 핵심 소재다. 이를 대체 하기 위한 기술인 '나노 패터닝 기술'은 나노미터 크기의 규칙적인 구조를 만들어 반도체와 광전 소자를 만들 때 활용되는 기술로 적용될 전망이다.
 
연구진은 이 기술에 대해 "스스로 나노 구조를 만드는 블록공중합체의 자기조립 성질을 이용했다"면서 "이는 극자외선 공정과는 달리 저렴하고 빠르게 대면적의 초미세 나노 패턴을 얻을 있어 차세대 나노 패터닝 기술로 각광받고 있다"고 설명했다.
 
하지만 블록공중합체 나노패턴 공정은 회로 기본 단계인 수직 패턴을 구현하는 것부터 까다로운 과정이 필요해 상용화가 어려웠다. 한 번의 수직 패턴을 새기는 데 매번 다른 방법을 써야 했기 때문이다.
 
이러한 한계를 극복하고 간단한 공정으로 어떤 형태의 블록공중합체라도 배향을 조절할 수 있는 방법을 연구진들이 개발한 것이다.
 
연구진들은 "블록공중합체 박막에 아르곤(Ar) 플라즈마 처리를 하면 3~5nm 크기의 얇은 기교층이 형성된다"고 밝혔다. 이 기교층을 통해 블록 공중 합체의 모방과 종류에 상관 없이 수직 패턴을 구현할 수 있음을 실험을 통해 입증했다.
 
연구진의 실험에서는 PS-b-PMMA, PS-b-P2VP 등 서로 다른 여섯 가지 블록공중합체를 이 기교층을 통해 열처리 또는 솔벤트 용매처리한 결과 모두 수직 패턴이 만들어졌다. 즉 회로패턴을 새기는 공정을 블록공중합체로 대체할 가능성이 확인된 것이다.
 
손정곤 연구원은 이와 관련해 "그동안 난제로 여겨졌던 블록공중합체 수직배향 문제를 해결한 것"이라면서 "수평 배향 방법까지 더해진다면 실제로 10nm 이하 초미세 반도체 제조 공정에 적용하고 생산 단가를 절감할 수 있을 것"이라고 말했다.