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반도체 제작 걸림돌 ‘빛 번짐’ 잡았다

2016년 08월 08일 18:00
빛의 회절과 간섭을 역이용해 3차원 환형 나노구조체를 구현한 모습. - 한국표준과학연구원 제공
빛의 회절과 간섭을 역이용해 3차원 환형 나노구조체를 구현한 모습. - 한국표준과학연구원 제공

정밀 반도체 회로 같은 미세 패턴을 만들 때 걸림돌이 됐던 빛의 회절과 간섭 현상을 국내 연구진이 극복했다. 반도체산업 등 정밀가공 분야 경쟁력을 큰 폭으로 키울 수 있는 원천기술이 될 것으로 기대된다.

 

유은아 한국표준과학연구원(KRISS) 나노바이오측정센터 선임연구원 팀은 ‘포토리소그래피’ 공정의 방해 요소인 빛의 회절과 간섭 효과를 역이용해 자유자재로 구조 제어가 가능한 3차원 나노구조체 제작 기술을 개발했다고 8일 밝혔다.

 

반도체 회로 등 미세한 패턴을 만드는 데 사용되는 포토리소그래피 공정은 사진 인화 과정과 비슷하다. 빛에 반응하는 판을 놓고, 그 위에 만들고 싶은 반도체 회로 형태의 패턴막을 얹은 다음 자외선을 쏴 사진 찍듯 패턴을 만든다. 그러나 빛이 휘거나 중첩되는 현상 때문에 원하는 구조를 정밀하게 만들기가 어려웠다.

 

연구진은 이 문제를 해결하기 위해 빛과 물질 간의 상호작용 과정과, 이를 활용한 3차원 나노구조체의 형성 원리를 이론적으로 규명했다. 반도체 등 나노구조체 생산의 걸림돌이 되던 빛의 빛의 회절과 간섭 현상을 역으로 이용해 쉽고 빠르게 큰 면적의 3차원 나노구조체를 만들이 수 있다는 원리를 규명해 냈다.

 

기존 공정에서는 빛의 방해 현상을 보완하기 위해 다양한 고가 장비를 추가로 설치해야 했다. 이 원리를 응용하면 간단한 공정만으로도 정교한 나노구조체 어레이를 쉽게 제작할 수 있을 것으로 보인다.

 

유 연구원은 “반도체, 광학, 의료소자 등 다양한 산업 분야에 적용되는 3차원 나노구조체를 손쉽게 제작할 수 있을 것”이라고 말했다.

 

연구 결과는 재료 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머터리얼즈’ 2일 자 표지 논문으로 게재됐다.

 

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