서울대는 전헌수 교수 연구팀이 마스크가 필요 없는 디지털 노광기로 마이크로미터 이하 미세 패턴 제작에 성공했다고 21일 밝혔다. 마스크 제작에 드는 비용을 줄일 수 있어 차세대 저비용, 고효율 리소그래피(lithography) 기술 구현이 가능할 것으로 기대된다.
서울대 물리천문학부 전헌수 교수가 주도하고 강민수 박사과정 학생이 공동 수행한 이번 연구는 미국광학회가 발간하는 온라인 국제학술지 옵티카(Optica)에 20일자로 게재됐다.
연구는 'DMD(Digital Micromirror Device) 기반 마스크리스(maskless) 포토리소그래피(photolithography)'에 관한 것이다.
DMD는 공간적 광변조기의 일종으로 기존 마스크 역할을 대체해 패턴을 기판에 노광할 수 있게 하는 장치다. DMD는 수 마이크로미터 크기를 갖는 미세 거울 수백만개가 2차원 직각격자 구조로 배열된 소자다.
이 기술은 저비용, 고효율의 차세대 리소그래피 기술로 평가되지만 화소 이미지 크기의 한계로 인해 지금까지는 마이크로미터 이상의 패턴 제작에만 사용됐다.
연구팀은 화소 크기가 작은 DMD칩에 고배율 대물렌즈를 조합해 마이크로미터 이하 크기의 다양한 패턴 제작이 가능한 노광 장비를 제작했다. 이 장비를 이용해 180나노미터 선폭까지 구현했다. 패턴 설계 유연성을 추가적으로 높일 수 있는 방법인 '패턴 틸팅'과 '그레이스케일 노광'기술을 제안했다.
연구 결과 다양한 구조와 주기를 갖는 광자결정 패턴을 이용해 띠 가장자리(band-edge) 레이저 소자 시연을 통해 유효성을 검증했다. 패턴 틸팅은 노광 이미지 패턴과 화소 격자 방향을 평행하지 않게 해 화소 이미지 크기의 정수 배가 아닌 간격으로도 패턴을 제작할 수 있는 기술이다.
문보경기자 okmun@etnews.com
