네이처에 실린 국내 연구진의 차세대 공정 ‘포토리소그래피’

LG디스플레이-연세대 인큐베이션 프로그램 성과

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국내 산학 연구팀이 미래 디스플레이 발전에 기여할 수 있는 유연하고 투명한 포토리소그래피 기술의 가능성을 입증했다. 포토리소그래피(Photolithography)는 반도체나 디스플레이를 제조하는 데 사용되는 공정이다. 이 공정은 적층된 실리콘 덩어리에 원하는 회로를 새겨 넣는 대량 생산에 용이하다.

LG디스플레이와 연세대학교 심우영 교수(신소재공학과) 연구팀은 유연하고 투명한 타입의 초미세 패턴을 구현하는 포토리소그래피 연구 결과가 세계적인 과학저널 네이처 커뮤니케이션즈 최신호에 게재됐다고 2월13일 밝혔다.

| 네이처 커뮤니케이션즈 최신호에 실린 논문의 일부 (출처 = 네이처 커뮤니케이션즈)

이번 논문은 기존 공정에서는 불가능했던 크기의 초미세 패턴을 구현하는 포토리소그래피 기술 개발에 관한 것으로, 해당 기술은 LCD 뿐만 아니라 OLED에도 적용 가능하다.

연구팀은 딱딱한 형태인 기존 포토마스크(반도체나 IC 회로 제작을 위해 회로 배열이나 패턴을 담고 있는 투명기판) 한계를 극복하기 위해 유연하고 투명한 타입의 새로운 마스크와 이를 사용하는 공정을 개발, 기존의 디스플레이용 노광장비로도 현재 만들 수 있는 크기의 1/100 수준에 해당하는 수십 나노미터의 초미세 패턴을 구현하는데 성공했다. 초미세 패턴의 섬세한 전자회로는 고해상도 디스플레이 구현에 필수다. 유연한 재질의 마스크는 휘어진 기판에도 적용 가능하다. 폴더블 같은 형태의 다양한 디스플레이 생산도 기대된다.

| 심우영 연세대 교수

연구팀을 이끈 연세대의 심우영 교수는 “이 연구는 빛의 회절한계를 극복할 수 있는 포토리소그래피 공정을 개발했다는 점에 의의가 있다”라며 “평면뿐만 아니라 곡면 기판에도 적용이 가능해 향후 다양한 형태의 소자 공정에 적용할 수 있을 것으로 기대한다”라고 연구의 의의를 설명했다.

논문 공동 저자인 LG 디스플레이의 장기석 박사는 “이번에 개발된 포토리소그래피 기술은 미래 디스플레이 기술 발전에 크게 기여할 수 있는 씨드(Seeds, 종자) 기술”이라고 강조했다.

LG디스플레이는 지난 2015년부터 디스플레이 산업의 발전을 위한 산학 프로그램인 ‘LG디스플레이-연세대 인큐베이션 프로그램’을 운영해오고 있다. 기업과 대학이 함께 디스플레이 기반 기술 및 제품들에 대한 아이디어를 모으고 산업화 관점에서 실현될 수 있도록 기획하고 검증하는 프로그램이다.

개발에 3년이 걸린 이번 연구는 총 25명의 연구원이 참여한 대형프로젝트로 한국연구재단 미래소재디스커버리 연구사업, 선도연구센터 연구사업 및 기초과학연구원 지원도 함께 이뤄졌다.