[천지일보=명승일 기자] 연세대학교(총장 서승환) 심우영 교수(신소재공학과) 연구팀의 기존 포토마스크의 한계를 극복한 새로운 포토리소그래피(Photolithography) 기술 개발에 관한 연구 결과가 12일 세계적인 과학저널 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications) 최신호에 게재됐다.
기존의 노광장비와 새로운 소프트마스크로 고해상도 구현을 위한 수십 나노미터(nm) 크기의 패턴을 쉽게 구현할 수 있으며, 굴곡 있는 기판에도 적용 가능해 다양한 형태의 디스플레이 생산 공정에 효과적으로 활용될 것으로 기대된다. 해당 기술은 LCD뿐 아니라 OLED에도 적용 가능하다.
포토리소그래피는 반도체나 디스플레이 제조 공정에서 설계된 패턴을 웨이퍼나 글라스상에 형성하는 가장 중요한 공정으로, 포토레지스트라고 불리는 감광액을 실리콘 웨이퍼나 글라스 위에 놓고 빛을 쬐어 반도체 회로를 형성하는 기술이다.
이 기술은 글라스 위에 금속패턴으로 만들어 놓은 포토마스크에 빛을 쬐어 생기는 그림자가 기판에 전사되며 이를 통해 원하는 전자회로를 단시간에 복사할 수 있어 대량 생산에 용이하다.
하지만 빛을 이용하는 공정의 특성 때문에 동반되는 빛의 회절현상이 해상력 저하를 발생시킨다는 단점이 있어 이를 개선하기 위한 다양한 연구가 진행돼 왔다.
이번 연구는 추가 투자 없이 기존의 노광장비로도 현재 만들 수 있는 크기의 1/100 수준에 이르는 미세 패턴을 구현할 수 있다는 가능성을 확인한 연구라는 데 의의가 크다.
연구팀이 개발한 ‘소프트마스크를 통한 초근접노광기술’은 빛의 회절현상을 최소화하여 일반적인 외부광원(g-line(436nm) 혹은 i-line(365nm))으로도 수십 나노미터 수준의 패턴을 쉽게 구현할 수 있어 경제적이며 효율적이다.
또한 노광 초점조절이 가능해 평평하지 않은 굴곡이 있는 기판에도 적용할 수 있어 사물인터넷과 플렉시블 전자기기 공정 등 다양한 분야의 응용이 가능해질 전망이다.
심우영 교수는 “이 연구는 빛의 회절한계를 극복할 수 있는 포토리소그래피 공정을 개발했다는 점에 의의가 있으며, 평면뿐만 아니라 곡면 기판에도 적용이 가능해 향후 다양한 형태의 소자 공정에 적용할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.