연구책임자: 김동협 교수 (공과대학 화학공학부)

연구소개

본 연구는 반도체 미세 공정의 기술적 한계를 극복하고자 블록공중합체(BCP)의 자기조립(Self-assembly) 현상에 랭뮤어(Langmuir) 단분자층 계면공학을 결합한 차세대 나노 리소그래피 공정 플랫폼 개발을 목표로 합니다. 기존의 EUV(극자외선) 리소그래피가 직면한 막대한 장비 도입 비용과 높은 전력 소모 문제를 해결하기 위해, 원자 수준의 극히 낮은 표면 조도를 가지는 단분자층을 기판에 전사하여 블록공중합체의 배향을 정밀하게 제어하는 상향식(Bottom-up) 나노 제조 기술에 집중합니다. 이를 통해 10nm 이하의 초미세 패턴 구현을 위한 고분자 계면의 열역학적 기초 이론을 정립하고, 실리콘과 유연 기판을 아우르는 범용 중성화 기술을 확보함으로써 저전력·저비용 기반의 차세대 AI 반도체 핵심 원천기술을 선점하고자 합니다.

연구목표

1. 랭뮤어 단분자층 기반의 계면공학 플랫폼을 구축하여 블록공중합체의 안정적인 수직 배향 기술 확보

2. 저전력 및 단시간 공정 흐름 확립을 통해 기존 대비 열예산을 30% 이하로 낮추고 공정 사이클을 30분 이내로 단축

3. 실리콘 웨이퍼 및 유연 폴리머 등 다양한 기판에 적용 가능한 범용 중성화 기술 정의 및 고밀도 나노패턴 전이 능력 검증

기대효과

1. 과학기술적 측면: 10nm 이하 초미세 패턴 구현을 위한 고분자 계면 열역학 이론 정립 및 독창적인 계면 제어 원천기술 확보

2. 경제 및 산업적 측면: 고가의 EUV 장비 의존도를 낮추고 반도체 제조 원가를 절감하여 차세대 리소그래피 시장의 경쟁력 강화

3. 사회적 측면: 공정 단계 축소와 에너지 소비 절감을 통해 친환경 그린 리소그래피(Green Lithography) 모델 제시