업계뉴스

▲ 같은 주석 원료에 전자를 끌어당기는 디페닐포스핀산을 리간드로 사용하면 주석 원자 3개가 모인 3-SnOC(위)가, 전자를 내주는 아다만탄-1-카르복실산을 사용하면 6개가 모인 6-SnOC(아래)가 만들어진다. 3-SnOC는 선의 가장자리를 매끈하게 만드는 특성이, 6-SnOC는 적은 전자빔 노출량으로 패턴을 만드는 감도가 우수하다.

차세대 극자외선(EUV) 노광 소재인 주석계 포토레지스트 소재의 감도와 정밀도를 공정 요구에 맞춰 설계하는 기술이 개발돼 향후 개발에 폭넓게 적용될 전망이다.

UNIST는 에너지화학공학과 장지현 교수팀이 주석계 포토레지스트의 감도와 정밀도를 조절하는 기술을 개발했다고 21일 밝혔다.

포토레지스트는 반도체 노광 공정에서 빛에 반응해 회로 모양을 만드는 물질이다. 빛을 받은 부분과 받지 않은 부분이 현상 용액에 씻겨 나가는 정도가 달라지는 성질을 이용해 회로 모양을 남기는 원리다. 자외선 파장이 짧을수록 더 작은 회로 모양을 구분해 새기기 유리하기 때문에 파장이 13.5㎚로 짧은 극자외선(EUV)을 이용한 공정이 주목 받고 있다.

주석계 포토레지스트는 EUV를 잘 흡수할 뿐만 아니라 용매에 녹여 얇게 바르기 쉽고, 아래층을 깎아 회로 모양을 옮기는 ‘식각’ 과정도 잘 견뎌 차세대 노광 소재로 주목받고 있는 물질이다. 주석 원자 여러 개를 리간드라는 유기물질이 둘러싼 형태다.

연구팀이 개발한 설계 기술은 포토레지스트의 리간드 물질을 바꿔 주석 원자가 몇 개씩 모이는지를 조절함으로써 감광제의 감도와 정밀도를 바꾸는 기술이다. 감도가 높으면 회로를 빠르게, 정밀도가 높으면 더 반듯한 회로를 새길 수 있다.

연구팀은 리간드로 전자를 내주는 성질의 ‘아다만탄-1-카르복실산’과 전자를 끌어당기는 성질의 ‘디페닐포스핀산’을 각각 사용했다. 아다만탄-1-카르복실산을 리간드로 쓴 소재는 감도가 높아 적은 전자빔 노출량으로 설계 선폭 20나노미터(㎚)의 가는 패턴을 만들었고, 반면 디페닐포스핀산을 쓴 소재는 더 많은 전자빔이 필요했지만 선의 가장자리가 더 매끈했다.

이는 아다만탄-1-카르복실산을 쓴 소재의 경우 주석 원자 6개가 모여 전자빔 에너지를 잘 흡수하고 일부 리간드가 쉽게 떨어져 나가 분자들이 빠르게 연결되기 때문인 것으로 분석됐다. 디페닐포스핀산을 쓴 소재는 주석 원자 3개가 모인 구조였으며, 리간드가 쉽게 분해되지 않고 분자들이 점진적으로 균일하게 연결되는 것으로 나타났다.

장지현 교수는 “이번 연구는 주석 함량뿐 아니라 리간드의 성질이 감도와 패턴 정밀도를 좌우한다는 점을 밝혔다”며 “공정 요구에 맞는 차세대 EUV 포토레지스트를 개발하는 설계 기준으로 활용될 것”이라고 설명했다.

한편 이번 연구 성과는 나노·마이크로 분야 국제학술지 스몰(Small)에 8월25일 온라인 공개됐으며 저널의 후면 표지 논문으로도 선정돼 정식 출판을 앞두고 있다.

출처 : 신소재경제(https://www.amenews.kr/)