아주대, 삼성전자와 차세대 반도체 공정 신소재 개발…“생산성 향상 기대”

아주대 박성준 전자공학과·지능형반도체공학과 교수 연구팀. 아주대 제공

아주대가 삼성전자와의 공동 연구로 반도체 생산성을 높이면서 기존 공정에 즉각 적용 가능한 신소재를 개발했다고 2일 밝혔다.

아주대 박성준 전자공학과·지능형반도체공학과 교수 공동 연구팀은 반도체 공정에서 미세 패턴 형성에 필요한 극자외선(EUV) 노광량은 줄이고, 식각 공정에 필요한 내구성 및 패턴 유지 성능은 향상한 고성능 포토레지스트를 개발했다.

반도체는 수십 나노미터 이하의 미세 패턴을 정확하게 그리고 유지할수록 집적도가 올라가 성능이 향상된다. 미세 패턴을 구현하려면 적은 양의 EUV만으로 선명한 패턴을 형성하고, 이후 불필요한 부분을 깎아내는 식각 공정에서도 패턴이 무너지지 않는 고성능 포토레지스트가 요구된다.

이에 박 교수팀은 삼성전자와의 공동 연구를 통해 기존 소재를 응용해 내구성을 높이고 실제 반도체 제조 환경에서의 성능 검증을 거쳐 ‘하이브리드 포토레지스트(HPR)’를 만들었다.

HPR은 기존 포토레지스트보다 EUV 노광량은 16~23% 적게 요구해 패턴 공정에 필요한 시간과 비용을 절감했으며, 반대로 식각 공정에서는 더 뛰어난 내구성을 보였다. 특히 HPR은 별도 공정이나 설비 없이 기존 반도체 생산 공정에 적용 가능한 것으로 알려졌다.

박 교수는 “삼성전자와의 공동연구를 통해 차세대 EUV 포토레지스트 소재의 실제 반도체 공정 적용 가능성을 확인했다”며 “이번 성과가 앞으로의 반도체 생산성 향상과 소재 경쟁력 확보에 기여할 것으로 기대한다”고 밝혔다.

한편, 이번 연구에는 과학기술정보통신부의 나노·소재기술개발 사업, 산업통상부의 K-센서 기술개발사업 등 정부 지원도 함께 이뤄졌으며, 연구 결과는 화학공학 분야 국제 학술지 ‘케미컬 엔지니어링 저널’(Chemical Engineering Journal)에 7월 게재됐다.

황호영 기자 hozero@kyeonggi.com