기계연, 400나노미터급 레이저 직접 리소그래피 장비 국산화

국내 연구진이 400nm(나노미터)급 레이저 직접 리소그래피 장비 국산화에 성공했다.

한국기계연구원은 나노공정장비연구실 이재종 연구위원과 임형준 책임연구원 연구팀이 400nm 수준의 미세한 초점을 초당 40mm 속도로 이동하며 기판 위에 코팅된 레지스트를 가공할 수 있는 리소그래피 장비를 개발했다고 12일 밝혔다.

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

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

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

이와 함께 작은 초점으로 넓은 면적에 적용하면서 길어지는 공정시간을 단축하기 위해 공정의 선폭을 최대 50배까지 키울 수 있는 기술을 고안돼 특허도 출원했다.

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.

연구팀은 향후 바이오센서, 의료용 소자, 마이크로 광학 소자 및 미세 유체 채널 제작에 활용될 것으로 전망하고 있다. 또 고가의 외산 장비를 대체하는 효과도 거둘 것으로도 기대하고 있다.

임형준 책임연구원은 “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 밝혔다.