[한국기술뉴스] 울산과학기술원 물리학과 김대식 교수 연구팀은 플렉서블-제로갭 기판을 이용해 미세 선폭을 새기는 장치를 개발했다. 개발된 기술은 울산과학기술원 산학협력단을 통해 2021년 02월 04일 특허를 출원(출원번호 제1020210016376호)했다. 특허 명칭은 '크기 제어가 가능한 갭을 갖는 플렉서블-제로갭 기판, 이의 제조 방법, 및 이의 용도’이다. 현재 특허 등록이 완료돼 산업에서 기술을 활용할 수 있도록 기술이전을 추진할 계획이다.

[기자]

최근 반도체 기술이 발달하면서 작은 USB 하나에 테라바이트 단위의 데이터를 저장할 수 있게 되었습니다. 이처럼 반도체 분야는 작은 크기로도 뛰어난 성능을 나타내기 위해 점점 고밀도 집적화되어 가고 있습니다. 최근 양산되는 반도체의 내부에는 나노미터 단위의 미세한 회로들이 새겨져 있습니다. 이러한 작은 회로들은 일일이 새기기에는 정밀성과 작업효율이 떨어지기 때문에 포토마스크를 사용합니다. 

포토마스크는 반도체 회로 패턴이 새겨진 기판으로, 정밀한 미세패턴을 일정하게 생산할 수 있는 도장 역할을 합니다. 포토마스크는 동일한 크기의 미세 선폭을 새길 때는 유용하게 사용될 수 있으나, 포토마스크 내부의 패턴은 고정되어 있어 다양한 크기의 미세 선폭을 새길 수 없다는 한계가 있습니다.

UNIST 김대식 교수 연구팀은 신축성과 유연성을 지녀 미세한 간극 조절이 가능한 기판을 개발했습니다.

플렉서블-제로갭 기판은 폴리이미드나 에코 플렉스와 같이 신축성 지닌 유연 기판을 사용합니다. 유연 기판 위에 두 금속을 줄무늬 모양이나 격자 모양으로 배열되도록 형성합니다. 

제작된 기판은 평소에는 간극이 0인 상태이나, 외력을 가해 금속 사이의 간극을 조절할 수 있습니다. 외력의 크기에 따라 피코미터 단위의 간극조절이 가능하며, 기판을 구부릴 수도 있습니다. 기판의 간극을 조절하여 마이크로웨이브의 투과 정도를 조절할 수 있습니다. 이를 마이크로웨이브의 차폐제나 광화학 분석기, 나노 바이오센서의 제조에 활용할 수 있습니다. 또한, 간극을 조절해 다양한 미세 선폭을 그릴 수 있어, 포토마스크나 쉐도우 마스크의 활용성을 높일 수 있습니다.

플렉서블-제로갭 기판의 간극을 조절하여 반도체 제조업이나 전자기파의 차단 및 변조를 필요로 하는 의료, 보안, 통신 등 다양한 분야에서 널리 활용될 것으로 기대됩니다.