연세대 한재원 교수(기계공학)팀이 세계 최초로 차세대 나노반도체 노광장비 원천기술로 주목 받고 있는 '접촉식 플라즈모닉 노광기술(빛을 이용하여 기판에 나노 패턴을 구현하는 공정 기술)'을 개발했다고 연세대가 29일 밝혔다. 이 기술은 접촉식 기법을 활용하여 기존 근접장 노광기술 보다 수백 배 빠른 기록속도를 가진 노광기술이며, 이 기술개발로 바이오 칩, 나노 구조 물질 등을 연구하는 나노기술 연구실에서도 노광기술 상용화가 가능하게 되었다.

한 교수팀의 연구 결과는 2010년 1월 네이처 자매지인 '네이처-포토닉스'의 '노광기술 특집호'의 리서치 하이라이트에 선정, 소개된다. 이에 앞서 미국 광학회에서 발간하는 광학분야 최고 권위지인 '옵틱스 익스프레스'(10월호) 논문으로 게재됐다.

국내 DRAM 반도체 및 LCD 디스플레이 산업이 세계시장을 주도하고 있음에도 불구하고 핵심 생산장비 중 하나인 노광장비는 전량 해외수입에 의존하고 있다. 기존의 근접장 노광기술은 30nm 급 분해능을 실현할 수 있는 차세대 반도체 노광기술로 주목을 받았으나, 초당 수십 마이크로미터 정도의 느린 기록 속도와 근접장 기록 특성 때문에 실제 응용에 한계를 가지고 있었다.

한 교수팀은 광 프로브와 기록 매체 간에 자기조립 단분자막 윤활층을 삽입함으로써 기록속도의 한계와 근접장 기록의 기술적인 문제를 극복하고, 초고속 노광기술을 실현했다. 이번 연구는 첨단 차세대 반도체 장비기술 자립화를 위하여 시행 중인 지식경제부의 '나노반도체 장비 원천기술 상용화 산업'의 과제 지원으로 수행됐다.

이 기술이 개발됨에 따라 병렬 광 프로브를 이용하는 고속 플라즈모닉 노광장비를 개발할 수 있는 길이 열렸으며, 실제 반도체 산업에 응용 가능한 차세대 노광장비의 개발이 가능하게 되었다. 또한 간단한 구조의 단일 광 프로브 장치를 개발함으로써 바이오 칩, 나노 소자, 나노 구조 물질 등을 연구 개발하는 국내외 수많은 나노기술 응용 연구실에서도 본 기술의 활용이 가능하다.

한 교수는 "이번 연구 결과를 통해서 반도체 소자 생산의 핵심 기술인 차세대 반도체 노광장비의 원천기술을 확보하여 첨단 반도체 생산 장비산업의 국내 자립도를 획기적으로 향상시킬 수 있게 되었다"고 말했다.

한 교수 팀은 2004년 이후 '플라즈모닉 노광 관련기술'에 대한 연구를 지속적으로 해왔으며, 원천기술에 대한 지적소유권 확보를 위해 다수의 특허를 국내외에 출원했다. 현재, 미국(등록 1건, 출원 4건), 한국(등록 6건, 출원3건), PCT(2건) 특허를 확보하고 있다.