'Nature Photonics'지 노광기술 특집호 게재 첨단 반도체 생산 장비산업의 자립도 크게 높일 것 기계공학과 한재원 교수가 차세대 나노반도체 노광장비 원천기술로 주목 받고 있는 ‘접촉식 플라즈모닉 노광기술’을 세계 최초로 개발했다. ‘노광기술’은 빛을 이용해 기판에 나노 패턴을 구현하는 공정 기술로서, DRAM 반도체 및 LCD 디스플레이 생산 공정에 사용된다. 한 교수는 접촉식 기법을 활용해 기존 근접장 노광기술 보다 수백 배 빠른 기록 속도를 가진 노광기술 개발에 성공했다고 밝혔다. 이번 개발로 바이오칩과 나노 구조 물질 등을 연구하는 나노기술 연구실에서도 노광기술 상용화가 가능하게 됐다. 이 연구 결과는 2010년 1월 네이처 자매지인 ‘네이처-포토닉스(Nature Photonics)’의 ‘노광기술 특집호’에 소개됐다. 국내 DRAM 반도체 및 LCD 디스플레이 산업이 세계시장을 주도하고 있음에도 불구하고, 핵심 생산장비 중 하나인 노광장비는 전량 해외수입에 의존해 왔다. 기존의 근접장 노광기술은 초당 수십 마이크로미터 정도의 느린 기록 속도와 근접장 기록 특성 때문에 실제 응용에 한계가 있었다. 한 교수팀은 광 프로브와 기록 매체 간에 자기조립 단분자막 윤활층을 삽입함으로써 기록속도의 한계와 근접장 기록의 기술적인 문제를 극복하고 초고속 노광 기술을 실현했다. 이 기술이 개발됨에 따라 병렬 광 프로브를 이용하는 고속 플라즈모닉 노광장비를 개발할 수 있는 길이 열렸고 실제 반도체 산업에 응용 가능한 차세대 노광장비의 개발도 가능하게 됐다. 또한 간단한 구조의 단일 광 프로브 장치를 개발함으로써 바이오 칩, 나노 소자, 나노 구조 물질 등을 연구 개발하는 국내외 나노기술 응용 연구실에서도 본 기술의 활용이 가능할 것으로 보인다. 한 교수는 “반도체 소자 생산의 핵심 기술인 차세대 반도체 노광장비의 원천기술을 확보해 첨단 반도체 생산 장비산업의 국내 자립도를 획기적으로 향상시킬 수 있게 됐다”고 설명했다. 한편, 이번 연구는 첨단 차세대 반도체 장비기술 자립화를 위해 시행 중인 지식경제부의 ‘나노반도체 장비 원천기술 상용화 산업’의 과제 지원으로 수행됐다. <사진설명> 고속 플라즈모닉 노광을 위한 광 프로브 OSA. 고속 플라즈모닉 노광 장비는 반구형 렌즈에 만들어진 접촉식 광 프로브의 나노 개구를 통과하여 형성된 고분해능 광을 이용하여 패턴을 형성한다. 본 장치는 나노 개구와 기판 사이의 간격 제어를 위한 복잡한 피드백 장치를 사용하지 않고 대신 윤활막과 스프링 구조를 사용하여 고속 패터닝이 가능하도록 했다.