400나노급 레이저 인쇄 장비 국산화 성공

기계연구원, 국내 최초 400㎚급 레이저 직접 리소그래피 개발
고가의 독일·네덜란드 장비 대체… 바이오센서 등 제작에 활용

한국기계연구원 나노공정장비연구실 이재종 연구위원과 임형준 책임연구원 연구팀이 400㎚급 레이저 직접 리소그래피 장비를 개발했다. 기계연구원 제공

[파이낸셜뉴스] 국내 연구진이 도화지 위에 가느다란 펜으로 그림 그리듯 레이저를 이용해 400㎚(나노미터) 간격으로 가공할 수 있는 장비를 개발했다. 이 장비는 향후 바이오센서, 의료용 소자, 마이크로 광학 소자 및 미세 유체 채널 제작에 활용될 전망이다. 연구진은 고가의 외국산 장비를 대체하는 효과도 거둘 것이라고 기대했다.

한국기계연구원은 나노공정장비연구실 이재종·임형준 박사팀이 국내 최초로 400㎚급 레이저 직접 리소그래피 장비 국산화에 성공했다고 12일 밝혔다.

임형준 박사는 "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 것으로 기대된다"고 말했다.

이 레이저 리소그래피 장비는 400㎚ 수준의 미세한 초점을 초당 40㎜ 속도로 이동하며 기판 위에 코팅된 레지스트를 가공할 수 있다. 반도체 생산성을 획기적으로 개선할 수 있는 기술로 기대를 모은다.

한국기계연구원 나노공정장비연구실 이재종 연구위원과 임형준 책임연구원 연구팀이 개발한 400㎚급 레이저 직접 리소그래피 장비로 제작한 전극 패턴을 확대한 모습. 기계연구원 제공

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

또한 작은 초점으로 넓은 면적에 적용하면서 길어지는 공정시간을 단축하기 위해 공정의 선폭을 최대 50배까지 키울 수 있는 기술을 고안하고, 특허도 출원했다.

나노 수준의 리소그래피 기술은 차세대 반도체 리소그래피 기술 중 하나로 각광받고 있다.

현재 상용화 된 리소그래피 기술은 독일, 네덜란드 등이 주도하고 있다. 국내에서는 평면과 비평면의 기판 위에 400㎚ 수준의 정교한 패턴을 구현한 것은 이번이 처음이다.

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.

[e-mail] 김만기 기자