프로토타입 디지털노광기

4년여 논문/특허끝 최근 세계적 고난도 융합기술장비 “on”

디스플레이산업분야 등에서 유리기판에 회로를 그려주는 노광공정을 “마스크 사용 없이(mask-less)” 해내는 신개념의 ‘디지털노광기’ 관련 핵심기술이 국내에서 최초로 순수 국내 기술만으로 개발돼 화제다.

세계적으로도 연구초기단계인 고난도의 이 기술은 ▲엄청난 비용 및 시간을 소요하던 기존의 포토마스크사용단계를 아예 생략했고 ▲대(大)면적 고속 노광기의 제작을 현실화하고, 국내업계에 수입대체 및 기술독립 기회를 제공할 것으로 주목된다. 필름카메라가 디지털카메라로 진화해온 것과 비슷한 원리를 노광공정에 성사시킨 셈.

선폭제어기능 20% 분해능향상 디지털노광 결과

공간광변조기상의 미세미러 수백만개 각각을 순간구동시켜 선택반사하게 함으로서 광을 공간적으로 변조제어하여 기판상에 패턴을 형성하는 ‘디지털노광기’에 필수인 디지털노광엔진(DE2, Digital-Exposure-Engine)이 바로 그것.

동명대학교(총장 이무근) 로봇시스템공학과 디지털 리소그래피 연구실(서만승교수)이 연구 개발한 디지털노광엔진은 평판디스플레이 핵심제조공정인 노광에 사용되는 ‘제기술 융합형’ 신개념 디지털노광기의 핵심이다.

아우르는 융합기술은 ▲공간광변조기상의 수백만개의 미세미러에 균일하게 광을 전달하는 광원 설계 및 제작 관련 조명기술과 미세미러에서 반사된 빛을 기판에 정확하게 투영하는 투영렌즈 설계 및 제작 관련 광학기술 ▲디지털마스크를 정확히 생성하도록 매순간 미세미러 구동정보를 패턴정보로부터 고속 생성하는 알고리즘과 디지털마스크 생성 시스템 구현 관련 정보처리기술 ▲대용량 디지털마스크를 공간광변조기로 고속전송하여 매순간 미세미러 구동을 정밀제어하는 고속전송보드 설계 및 제작 관련 정보통신 및 제어기술 ▲이상의 제기술 융합 및 동시제어로 노광엔진을 구현하고 이를 디지털노광기 핵심부로 활용하는 시스템통합기술 등이다.

서교수의 디지털노광엔진과 디지털노광기 관련기술은 ▲10여건에 이르는 SCI급 논문 및 특허에 이어 시제품 디지털노광기 개발완료까지 해낸 국내 최초사례이고 ▲해외서 개발된 디지털노광기도 불가능한 것으로 파악된 ‘공정 중 선폭 제어’가 가능하며 ▲미국 TI사의 최신 최고속 공간광변조기(DiscoveryTM3000)를 조작하는 구동보드를 국내에서 최초로 현재 알려진 바로는 유일하게 개발했다는 등의 측면에서 높이 평가되고 있다.

당면 국가적 과제의 첫단계 해결에 이어 향후 ‘대면적용 고속 디지털노광기’를 목표로 하는 서교수 보유기술의 최대특징은 ▲선폭제어기능에 의해 주어진 광학계 분해능을 25% 더 향상하거나 도면의 보정없이 선폭을 ±25% 조절함이 가능하고 ▲대면적 노광시 필요한 복수개의 광변조기 계면에서 나타나는 조도 편차의 보정이 가능하다는 점.

선폭제어는 출원등록 특허 10-0655165호 ‘마스크리스 리소그래피를 위한 점유면적기반 패턴생성방법’에 있고 실제 노광실험에 의해 5um±25%의 선폭제어가 검증됐다. 복수개의 광변조기 계면에서 나타나는 조도편차 보정은 출원 특허 10-2007-0046450호 ‘마스크리스 리소그래피를 위한 인라인 가상마스킹방법’에 제시되어있고 실제 노광실험에 의해 검증됐다.

또한, 서교수 보유 디지털노광엔진 관련 기술 중 ‘선폭제어기능 디지털 노광엔진의 점유면적 기반 패턴생성 및 압축 전송기술’은 산학협력의 일환으로 2007년 한국전광(주), 제니텔정보통신(주), 및 아엠텐 3사로 이전되어 2008년 1월 과기부에 신기술(NET)인증 신청되고, 4월 신기술(NET)인증 확정되어, 4월 29일 신기술(NET)인증서 수여식을 앞두고 있다.

기술적 기대효과도 다양하다. ▲수입에 의존해왔던 고해상도 노광기를 대체할 고해상도 디지털 노광기의 핵심기술을 개발함으로써 고해상도 노광기를 국내기술로 만들어 국산화하는 것. ▲디지털노광기 관련 기술은 선진국에서도 근래에 기술가치를 인정하는 등 세계적으로 아직 초기 연구단계이므로 국내 노광기 산업의 기술독립의 기회임. ▲디지털노광엔진은 다양한 기판(평판디스플레이, 인쇄회로기판 등)의 노광공정에 적용가능하고 다양한 분야 및 형태의 디지털 노광기에 쉽게 장착가능하기에 기술 확산속도가 빠르고 확산범위가 넓다는 점. ▲산업체가 기존 마스크 이용 노광기를 사용하여 축적해온 기술노하우를 디지털노광기 사용시에도 그대로 적용해 공정변화에 따른 사용자 부담을 줄임. ▲디지털노광기를 이용해 마스크의 설계 및 제작에 걸리는 기간을 줄여 개발리드타임 단축을 통한 기술혁신 및 경쟁력 강화 가능 등.

한편, 현재 ‘디지털 노광기 개발’은 2008년부터 본격 시행되는 산업자원부 ‘디스플레이 전략기술개발사업’의 후보과제로 선정이 되어 산업계 공동으로 연구기획이 진행중이다.

동명대학교 입학홍보처 정윤태 051-629-0721 
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