모세관 리소그라피: 나노기술과 바이오기술과의 연관성 및 전망
서갑양
서울대학교 공과대학 기계항공공학부
지금까지는 나노패턴 구현을 위해서 주로 노광기술(photolithography)이 이용되어 왔으나 선폭이 100nm 이하로 떨어질 경우 천문학적인 장비 가격과 여러 가지 공정상의 문제점으로 인해 한계에 부딪힐 전망이다. 따라서 경제적, 기술적 한계를 극복할 수 있는 새로운 개념의 패터닝 방법이 절실히 요구된다. 현재 각광을 받는 기술로는 나노임프린트 리소그라피(nanoimprint lithography, NIL)
또는 소프트 리소그라피(soft lithography) 기술 등이 있으며 특히 나노임프린트 기술의 경우 MIT의 technology review라는 잡지에 세계를 변화시킬 10대 기술 중의 하나로 선정된 바 있으며 최근에는 일본에서 제시한 반도체기술 로드맵에 향후 노광공정을 대체할 나노패터닝 공정으로 제시된 바 있다.
모세관 리소그라피(capillary lithography)는 임프린트 리소그라피와 소프트 리소그라피의 장점을 융합한 새로운 개념의 나노패터닝 기술로 고분자를 직접 몰딩한다는 점에서는 임프린팅 기술과 같지만 경도가 낮은 고분자 몰드를 이용한다는 점에서 소프트 리소그라피와 유사하다. 모세관 현상은 우리 주위에서 흔히 관찰되며 특별한 외력을 가하지 않고도 액체의 유동성을 이용해 원하는 형상을 제조할 수 있는 가능성을 열어준다. 고분자 몰드로는 주로 탄성체인 polydimethysiloxane(PDMS)을 사용하였고 도포된 고분자 표면에 올려놓고 원하는 패턴을 형성하였다. 고분자의 유동성을 확보하는 방법은 크게 온도를 고분자이 유리 전이 온도 이상으로 가열하는 방법과 용매가 증발하기 전에 직접 고분자 표면을 몰딩하는 방법 두 가지로 구분된다. 두 기술 모두 쉽게 마이크로 또는 나노 사이즈의 패턴을 제조하는데 사용될 수 있으며 PDMS 마스터의 한계인 100 nm 정도까지 패턴을 형성할 수 있었고 그 이하의 패턴 크기에 대해서는 새로운 형태의 고분자 몰드가 요구된다.
본 발표에서는 이러한 패턴 형성 기술이 나노 기술과 바이오 기술에 어떻게 적용될 수 있으며 앞으로의 전망은 어떠한지에 대해 간략히 발표하고자 한다.
학력
서울대학교 공과대학 화학공학과 학사 (1996)
서울대학교 공과대학 응용화학부 석사 (1998)
서울대학교 공과대학 응용화학부 박사 (2002)
경력
2002.3-2002.7 서울대학교 공과대학 응용화학부 연구원
2002.9-2004.1 MIT 공대 Post Doc.
2004.2-현재 서울대학교 공과대학 기계항공 공학부 조교수