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초분자성 상호작용을 이용한 고분자 복합체의 자기조직화

전문가 제언: ○ 반도체 업계에서는 Moore 법칙에 근거하여 설정된 국제반도체기술 로드맵(ITRS)에 따른 미세화가 추진되고 있다. 그러나 현재 주류인 ArF 액침 노광에 있어서 싱글 노광으로는 선폭 하프피치 38㎚가 한계이며, 더블 노광이나 다양한 특수 프로세스와의 조합으로도 하프피치 19㎚를 경계로 기술 장벽에 직면하고 있다.

○ 이러한 기술 장벽을 타파하기 위해 세계 각국에서는 재료, 장치, 프로세스 등 다방면에서의 기술개발이 왕성하게 이루어지고 있다. 그 중의 하나가 고분자(블록공중합체) 재료의 자기조직화를 이용한 미세 패터닝 기술이다. 블록공중합체는 제어가 가능한 나노스케일 규모의 구조로 자기조직화하는 특성을 가지고 있어 새로운 고기능성 재료로서 큰 주목을 받고 있다.

○ 이 글은 블록공중합체의 자기조직화에 의한 단독으로는 형성할 수 없는 계층적 구조구축의 형성 메커니즘을 해설하고, ①블록공중합체/호머폴리머 혼합계, ②블록공중합체/블록공중합체 혼합계 및 ③초분자성 상호작용을 구동력으로 한 자기조직화의 연구사례를 소개하고 있다. 또한 응용기술로는 블록공중합체 블렌드 중에서의 금속 나노입자의 주기적 분산 및 나노다공성 재료의 제조방법을 제시하고 있다.

○ 국내에서도 정밀라디칼중합, 리빙이온중합 등에 의한 블록공중합체의 연구가 광주과학기술원의 기능성 고분자합성실험실, 서울대학교 등에서 활발하게 추진되고 있으며, 이화여자대학교 산학협력단에서는 블록공중합체에 산화아연 또는 금 나노입자를 삽입한 산화아연 나노링 구조체에 관한 세계특허(WO 2011105822 A2)를 보유하고 있다.

○ 자기조직화에 의해 형성되는 블록공중합체의 계층적인 나노구조는 나노기술에 요구되는 이상적인 틀을 제공하는 것이 가능하기 때문에 다양한 분야로의 응용가능성이 크다. 이러한 블록공중합체의 실용화를 실현하기 위해서는 목적하는 설계대로 상분리 거동을 제어하여 패턴을 형성시키는 ‘유도’에 의한 고분자의 배향제어 수법, 즉 유도 자기조직화(directed self assembly: DSA) 기술의 확립이 선행되어야 한다.

저자: Y. Matsushita
자료유형: 학술정보