GIST, 친환경 건식 포토레지스트 개발

열기반 건식 현상 포토레지스트. [사진=GIST]

[이뉴스투데이 고선호 기자] 광주과학기술원(GIST)은 화학과 홍석원 교수 연구팀이 포항가속기연구소(PAL) 황찬국 박사 연구팀과의 공동연구를 통해 나노 미세 집적회로 제작을 위한 극자외선(EUV) 반응 포토레지스트를 개발하고, PAL 10D 빔라인의 EUV를 이용하여 나노 패턴을 구현함으로써 친환경 열기반 건식공정법을 개발했다고 17일 밝혔다.

극자외선(EUV) 리소그래피는 13.5나노미터 파장의 빛으로 실리콘 웨이퍼에 머리카락보다 훨씬 미세한 회로 패턴을 새겨 넣어 차세대 전자기기의 성능 향상에 핵심적인 역할을 하는 최첨단 반도체 제조 기술이다.

연구팀은 자체 개발한 포토레지스트를 활용해 100 mJ/cm2 이하의 노광량에서도 충분히 반응하여 더 이상 추가적인 변화가 없는 상태에 도달하는 뛰어난 극자외선 감도를 지닌 물질을 합성했으며, 여기에 최적화된 열기반 건식 공정법을 통해 80 nm 수준의 나노 패턴을 구현하는 데 성공했다.

연구팀이 개발한 N-헤테로고리 화합물 구조는 우수한 안정성을 갖추면서도 금속-리간드 결합을 형성할 수 있다. 금속-리간드 구조를 최적화하여 뛰어난 광반응성과 승화성을 확보했으며, 새로운 열기반 건식 공정법을 적용함으로써 높은 감도를 유지하면서도 나노 패턴을 구현할 수 있음을 확인했다.

그 결과 90 mJ/cm2의 감도를 지닌 물질을 건식 공정에 적용해 80nm 수준의 패턴을 구현했으며, 이 독창적인 기술을 바탕으로 국제 특허(PCT) 2건을 출원했다.

홍 교수는 “이번 연구 성과는 국내 독자 기술을 활용하여 간단한 열처리 공정만으로 고해상도 EUV 패터닝을 구현했으며, 이를 통해 혁신적인 친환경 열 기반 건식 포토레지스트를 개발했다는 점에서 큰 의의가 있다”면서 “이러한 건식 포토레지스트 공정은 기존 공정에 비해 원자재 사용량을 줄이고 친환경 공정법을 적용함으로써 지속 가능성을 높이며, EUV 리소그래피의 해상도, 생산성, 수율 개선에 기여할 것으로 기대된다”고 말했다.