▲ ▲전시된 원통형 나노 노광에 대해 오현석 한국전기연구원 박사(右 앞줄 두번째)가 설명하고 있다.. ▲전시된 원통형 나노 노광에 대해 오현석 한국전기연구원 박사(右 앞줄 두번째)가 설명하고 있다.

나노미터급 미세 무늬를 대면적 반도체, LCD, 태양전지 등에 대량으로 정밀하게 인쇄할 수 있는 첨단 기술이 국내 연구진에 의해 세계 최초로 개발돼 관련 산업에 변혁을 몰고 올 것으로 기대된다.

한국전기연구원(KERI)은 지난달 31일 서울 과학기술회관에서 유태환 전기연구원 원장을 비롯한 한욱 산업기술연구회 이사장, 엄용수 밀양시장 등 관계자 200여명이 참석한 가운데 ‘차세대 반도체·디스플레이를 양산할 수 있는 원통나노금형 제작기술’에 관한 연구성과 발표회를 가졌다.

특히 이자리에는 미국의 유력 공정장비 기업인 비스텍(Vistec Lithography. Inc)사의 자이 하쿠(Jai K. Hakhu)사장이 직접 참석해 전기연구원, 밀양시와 인력 및 기술정보교류, 공동연구 및 사업화 추진에 관한 MOU를 맺고 기술개발에 협력해 나가기로 했다.

▲ ▲유태환 KERI 원장이 인사말을 하고 있다.. ▲유태환 KERI 원장이 인사말을 하고 있다.

유태환 원장은 인사말을 통해 “이번 기술이 반도체와 LCD 등 첨단산업에서 원하던 기술”이라며 “이를 바탕으로 나노원천기술을 확보해 세계 최고 기술력을 확보할 수 있도록 노력할 것”이라고 말했다.

또한 “밀양시가 추진하는 나노산업 육성사업과 관련해 전기연구원에서는 할 수 있는 최선을 다해 도울 수 있도록 하겠다”고 밝혔다.

한욱 이사장도 축사를 통해 “우선 국민에 보탬이 되고 희망을 줄 수 있는 연구성과를 내준 것에 감사하다”라며 그간 관련 연구팀에 대해 감사의 말을 전했다.

또 밀양시의 나노산업 육성과 관련해 한 이사장은 “나노산업 투자는 미래지향적인 투자이며 국가가 어려울 때 국가 산업을 이끌 수 있는 산업에 투자하는 것은 대단한 일”이라고 말했다.

이날 발표된 기술은 반도체 회로나 차세대 디스플레이, 태양전지 등 제조공정에서 대면적 나노·마이크로 패턴을 인쇄할 수 있는 원통형 나노 노광(마스크)장비와 플라즈마 식각장비 및 일괄 공정 기술이다.

▲ ▲유태환 KERI(左 1번재)와 엄용수 밀양시장(中), 자이 하쿠(Jai K. Hakhu) 비스텍 사장이 MOU 체결후 손을 잡고 있다. . ▲유태환 KERI(左 1번재)와 엄용수 밀양시장(中), 자이 하쿠(Jai K. Hakhu) 비스텍 사장이 MOU 체결후 손을 잡고 있다.

전기연 산업연구본부 오현석 박사팀과 (주)상진미크론, (주)쓰리에스엠케이, (주)뉴옵틱스가 150억원의 연구비를 투입, 4년여간의 공동연구 끝에 세계에서 처음 개발한 이 기술의 핵심은 세계 최초로 시도된 자기부상기술과 전자빔의 결합으로 탄생한 신개념 원통형 나노노광장비, 그리고 플라즈마 기술을 이용한 원통형 나노식각장비로 원통 금형 표면에 직접 나노 구조물을 제작하는 기술.

차세대 시스템 반도체, 디스플레이용 고휘도 광학필름 소자, 차세대 태양전지 소자 등의 양산을 위해 요구돼 온 나노미터급 패턴의 대량 인쇄 기술이다.

이 기술을 얻기 위해 이미 유럽과 일본이 발빠르게 국제 공동연구개발 프로젝트를 추진해왔고 국내외 굴지의 기업과 연구소들도 관련 기술개발에 심혈을 기울였지만 아직까지 업계 요구를 만족시킬 만한 수준에 이르지 못하고 있는 상황이었다.

이러한 상황에서 전기연구원이 그동안 자기부상열차 개발 등을 통해 축적해 온 초정밀 자기부상기술을 기반으로 해당 기술 개발에 성공한 것이다.

▲ ▲유태환 KERI 원장(앞줄 左 2번째)와 오현석 KERI 박사(右 4번째) 등 관계자들이 기념촬영을 하고 있다.. ▲유태환 KERI 원장(앞줄 左 2번째)와 오현석 KERI 박사(右 4번째) 등 관계자들이 기념촬영을 하고 있다.

연구원에 따르면 연구팀은 나노패턴 인쇄를 위한 나노금형 제작이라는 난제 해결을 위해 초정밀 자기부상기술을 적극 활용했다.

연구팀이 개발한 나노 노광장비는 자기부상기술로 진공에서 공중에 띄운 원통형 금형소재를 나노미터급으로 회전, 이송시키면서 전자빔으로 가공함으로써 나노패턴을 원통 금형의 둘레에 이음매 없이 인쇄할 수 있다.

여기에 플라즈마 기술을 이용한 원통형 나노식각장비를 개발, 원통 소재의 금속 표면에 나노 구조물을 새기는데 성공함으로써, 연구원은 차세대 반도체·디스플레이와 태양전지 산업에 꼭 필요한 대면적의 나노·마이크로 패턴 인쇄가 가능한 금형 제작에 관한 일괄공정 체제를 갖추게 됐다.

▲ ▲원통형나노 노광장비.. ▲원통형나노 노광장비.

연구팀은 이번에 개발된 원통형 나노금형이 △차세대 반도체 △차세대 디스플레이 △차세대 태양전지 △위조방지 분야 등에 직접 적용될 수 있을 것으로 기대하고 있으며, 관련 주요 기업 및 기관들과 적용분야에 관해 활발히 논의하고 있다.

연구책임자인 오현석 박사는 “평판형 전자인쇄 장비분야에서 매출 1조를 올리고 있는 미국 비스텍이 KERI의 연구성과를 보고 공동회사 설립을 제안할 만큼 이번 기술에 대해 국내외에서도 많은 관심을 보이고 있다”며 “생산성과 효율이 제한적인 평판 인쇄 기술 대신 원통형 나노금형을 이용한다는 점에서 향후 반도체, 디스플레이 양산의 패러다임을 변화시킬 것”이라고 말했다.