나노기술 및 정책 정보

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벨기에 뢰번 카톨릭 대학교(KU Leuven) 연구팀이 MOF (metal-organic framework) 필름을 패턴화하기 위해 고해상도 리소그래피 공정을 개발했음. 이 연구는 이러한 재료를 마이크로 칩에 통합하는 속도를 높일 것임. 금속 유기 프레임 워크(MOF)는 유기 분자와 금속 이온으로 구성된 분자 스폰지임. 저전력 프로세서, 저항성 메모리, 센서 및 유연한 전자 장치와 같은 첨단 소형 장치에 이러한 재료가 사용될 것으로 전망됨. MOF와 마이크로 일렉트로닉스 커뮤니티는 모두 박막 증착과 리소그래피 패터닝이라는 두 가지 주요 엔지니어링 단계가 필요한 마이크로 칩에 MOF를 통합하기 위해 노력해 왔음. 2016년 연구팀은 산업용 칩 제조와 호환되는 방법인 MOF 박막의 화학기상증착 방법을 개발했음. 이제 팀은 나노미터 해상도의 MOF 박막의 직접 리소그래피를 실현하여 한 걸음 더 나아갔음. 기존의 리소그래피 기술은 소위 포토레지스트라고 하는 희생층을 사용하여 패턴을 원하는 재료로 전사함. 포토레지스트를 사용하면 공정이 복잡해지고 다공성 MOF 필름의 오염을 유발할 수 있음.

연구팀의 목표는 포토레지스트의 사용을 없애고 고품질 MOF 패턴을 유지하는 것이었음. 연구팀의 방법은 MOF 필름의 선택적 X-ray 또는 전자빔 노출을 기반으로 함. 이 방법은 일반적인 용매에 의한 제거를 가능하게 하는 화학적 변화를 유도함. 이 공정은 레지스트 층을 완전히 방지하므로 패턴화된 물리 화학적 특성을 유지하면서 패턴화를 상당히 단순화함. MOF는 그대로임 또한 이전에 가능했던 것보다 훨씬 작은 크기를 패턴화할 수 있으며 이 기술은 기존의 나노제조 공정과 호환됨. 이 방법의 일부 기능을 입증하기 위해 유기 증기에 반응하는 포토닉 센서를 제작했음. 다공성 물질의 직접 고해상도 리소그래피를 처음으로 실현한 것임. 표면에 MOF 물질을 패턴화하는 흥미로운 방법을 찾았음. 이제 소형 장치로 설계하고 구현하는 연구를 수행할 예정임.

본 연구 성과는 ‘Nature Materials’ (“Direct X-ray and electron-beam lithography of halogenated zeolitic imidazolate frameworks”) 지에 게재됨