기계연, 400나노 레이저 직접 리소그래피 장비 국산화

[아이뉴스24 최상국 기자] 한국기계연구원(원장 박상진)은 국내 최초로 400㎚(나노미터)급 레이저 직접 리소그래피 장비 국산화에 성공했다고 밝혔다.

반도체 웨이퍼와 같은 평면은 물론 곡면, 필름등 다양한 표면 위에 선폭을 최대 50배까지 자유자재로 조절하면서 미세패턴을 직접 그릴 수 있는 기술이다.

바이오센서, 의료용 소자, 마이크로 광학 소자 및 미세 유체 채널 제작에 활용되는 고가의 외산 장비를 대체하는 효과를 거둘 것으로 기대된다.

기계연 나노공정장비연구실 이재종 연구위원과 임형준 책임연구원 연구팀은 400nm 수준의 미세한 초점을 초당 40mm 속도로 이동하며 기판 위에 코팅된 레지스트를 가공할 수 있는 레이저 리소그래피 장비를 개발했다.

레이저 리소그래피는 기판 위에 도포된 레지스트에 레이저 빔의 초점을 맞추면, 레지스트가 빛에 의해 반응하여 경화되면서 매우 작은 형상을 만들어낼 수 있는 기술이다.

연구팀은 다양한 레이저 중 파장이 405㎚ 인 청자색 레이저 다이오드를 이용하여 400㎚ 크기의 아주 미세한 초점을 만들고 이를 이용해 기판을 가공하는 데 성공했다.

연구팀이 개발한 장비를 이용하면 200mm 크기 기판 위를 레이저 초점이 초당 40mm속도로 이동하면서 마치 도화지 위에 가느라단 펜으로 그림을 그리듯이 가공할 수 있다.

특히 공정의 선폭을 최대 50배까지 키울 수 있는 기술을 고안하고, 특허도 출원했다. 기존 리소그래피 기술은 고유한 선폭보다 굵은 선을 그리기 위해서는 가는 선을 여러차례 그려야 하지만, 이 특허기술은 선의 굵기를 50배까지 늘릴 수 있어 한 번에 굵은 선을 그릴 수 있다.

이재종 박사는 "이번에 개발된 기술을 적용하면 기존 리소그래피 기술로 구현하는데 한계가 있는 3차원 나노-마이크로 복합구조체를 구현할 수 있을 뿐 아니라 임의의 형상 표면에도 나노구조체를 구현할 수 있다"고 설명했다.

연구팀은 "레이저 직접 리소그래피는 기계, 광학, 재료, 전자공학 등 다양한 분야가 융합되는 대표 기술”이라며 “생산 공정의 경제성을 획기적으로 개선할 수 있어 향후 세계 시장의 주도권을 확보할 것"으로 기대했다.

최상국 기자의 다른 기사 보기