일본산업뉴스요약

반도체 미세 가공을 저비용으로
도쿄공업대, 물질의 '자기조직화' 이용

도쿄공업대학의 하야카와(早川) 교수 연구팀은 반도체의 제조공정의 일부를 저비용으로 하는 기술을 개발하였다. 물질이 자연적으로 모이는 현상인 ‘자기조직화’를 이용하여 회로를 제작한다. 회로를 빛으로 새기는 기존의 고액 가공장치가 필요 없다. 앞으로는 개량을 통해 회로의 배선을 자유자재로 제어하여 혼선이나 단선 등을 줄인다. 10년 후를 목표로 실용화를 추진한다.

빛을 사용하여 반도체를 가공하는 ‘포토리소그래피’라는 기술을 대신하여 사용한다. 이 방법은 실리콘 기판 표면에 바른 수지에 빛을 조사하는 등의 방법으로 수지를 녹여 회로를 새긴다. 또한 플라즈마 조사(照射) 등으로 수지가 녹은 부분을 깎는다.

빛의 파장을 짧게 하여 회로의 미세화에 대응하고 있다. EUV(극단 자외선)라고 부르는 빛을 사용하여 폭을 10나노미터(나노는 10억분의 1) 이하로 한다. 가공 장치는 1대에 100억엔 이상하기도 한다.

신기술은 자연적으로 물질이 모이는 자기조직화라는 현상으로 회로를 만든다. 부서지는 정도가 서로 다른 2종류의 아크릴 수지를 연결한 재료를 사용한다.

이들 재료를 실리콘 기판의 표면에 발라 섭씨 약 130도에서 1분정도 가열하면 2종류의 수지가 모여 선 모양으로 늘어선 박막이 만들어진다. 플라즈마를 조사하면 실리콘을 포함한 수지가 남고 플루오린을 포함한 수지는 제거된다.

전자현미경으로 표면을 상세하게 관찰한 결과, 2종류의 수지가 모여 선 모양으로 규칙정연하게 늘어선 줄무늬가 만들어져 있었다. 폭은 최소 5나노미터였다. 수지의 모양을 자유자재로 제어하는 정밀합성이라는 기술을 활용하여 폭 등을 조절할 수 있다고 한다.

실용화를 위해서는 안정적인 배선 기술이 과제다. 현재는 이웃하고 있는 선이 이어져서 혼선되거나 도중에 잘려서 단선되거나 한다. 앞으로 불량품이 생기지 않도록 개량한다. 목표 장소에 자유롭게 배선하는 기술도 확립한다. 하야카와 교수는 “EUV의 차기를 노릴 수 있는 기술로 만들고 싶다”라고 말한다.

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