ETRI, 10㎚이하 나노 금형 원천소재 개발

10㎚ 이하 나노금형(몰드) 패턴을 값싸게 반영구적으로 만들 수 있는 원천소재가 국내 연구진에 의해 개발됐다.

한국전자통신연구원(ETRI·원장 김흥남) RFID·USN 소자팀(팀장 도이미)은 지식경제부 지원을 받아 머리카락 굵기의 1만분의 1에 해당하는 10㎚ 이하로 패터닝이 가능한 나노 금형을 기존 대비 10분의 1 비용으로 대량 복제할 수 있는 원천 소재를 개발하는데 성공했다고 24일 밝혔다.

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ETRI 연구진이 자체 개발한 복제금형으로 임프린트한 모습(b). 기존 석영금형을 이용했을 때는 그림 a처럼 기포가 나타났다.

이 연구 결과는 영국왕립화학회서 발행하는 신소재·재료 분야 국제 학술지인 `저널 오브 머티리얼스 케미스트리` 뒷장 표지논문으로 게재됐다.

기술개발자인 이봉국 연구원은 “이 소재를 이용해 한국과학기술연구원의 정연식 교수 연구팀이 제작한 8㎚급 블록공중합체 마스터 나노 금형을 이용해 곡면 미세 패턴까지 형성하는데 성공했다”며 “나노금형 복제의 문제점인 패턴 마모를 해결했다”고 말했다.

연구진은 유무기 하이브리드 재료의 일종인 실세스퀴옥산 구조를 기반으로 한 나노복합재료를 만들었다. 이 소재는 분자나 고체 표면 물분자와 결합이 어려운 정도를 나타내는 `소수성`이 뛰어나고 끈적거림이 거의 없는 것이 특징이다. 이는 이형제를 처리하지 않아도 쉽게 패턴 분리가 된다는 것을 의미한다.


이 소재를 이용하면 임프린트 공정에서 싼 가격으로 기포 결함을 제거한 패턴 구현이 가능해진다. 기존에는 반도체, 디스플레이, 메모리, 센서 및 광학소자 등의 제작에 3000만달러를 호가하는 극자외선(EUV) 발생 장비 등이 필요했다.

도이미 팀장은 “고가의 극자외선(EUV) 장비를 사용하는 공정 대신 단시간 내에 저비용으로 대량 생산이 가능해진다”며 “전 세계적으로 미국, 일본 등 소수 국가만이 보유하고 있는 고난이도 기술”이라고 밝혔다.


대전=박희범기자 hbpark@etnews.com

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