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클러스터 이온빔의 기술개발, 반도체에서 바이오재료까지

전문가 제언: ○ 단원자 빔을 고체표면에 충돌시키면 이온과 고체표면과 상호작용으로 탄성충돌과 비탄성충돌 과정을 거치면서 이온은 시료의 내부로 진입한다. 반면에 클러스터 이온빔을 고체표면에 충돌시키면 단원자 빔의 경우와 비교해서 다른 현상이 나타므로 해명해야 할 많은 기초적인 과제를 제공하고 있다.

○ 고감도와 고정밀도로 분석이 가능한 GCIB를 표면분석에 응용하여 외국에서는 GCIB를 탑재한 XPS, GCIB-SIMS 등의 상품화가 진행되고 있다. 2010년대부터 외국에서는 유기재료, 단백질 등의 저손상 에칭, 고분자의 분석 등이 검토되고 있다. 국내에서도 이러한 분석 등에 관심을 두고 활용해야 할 시점이다.

○ 생체재료의 표면개질은 생체친화성 관점에서 항혈전성, 세포 접착성, 항균성 등이 검토되어 연구 성과가 보고되고 있다. DES에서 코팅용에 이용되는 폴리머에 의해서 염증반응이 발생하고 혈전 형성과 혈전증, 재협착 영향이 남아있다. 인체에 대한 부작용을 줄이기 위해서 재료표면에 다른 물질이 부착하지 않고 찌꺼기도 남지 않는 기술에 응용되는 GCIB에 대한 연구가 국내에서도 진행되어야 할 것이다.

○ 본격적인 가스 클러스터 이온빔 장치의 개발은 1995년에 상품화에 성공했고 일본에서는 2010년경부터 개발되어 기술의 보급이 시작되었다. Epion, Nissin, SemiEquip과 Varian 회사 등이 클러스터 이온빔의 연구 장비를 생산하여 반도체에 응용하고 있다.

○ 국내에서는 2000년대 초부터 한국과학기술연구원에서 150 keV 가스 클러스터 이온 가속기를 제작하여 고체표면의 평탄화 연구가 진행되었다. 이후에 클러스터 크기를 선별하거나 고출력 이온빔의 연구 등은 답보상태에 있다. 국내에서도 기업과 연구소, 대학이 산학연 연구를 활발히 추진하고 국제 공동연구에도 적극 참여하여야 할 것이다.

저자: I. Yamada
자료유형: 학술정보