▲ 기계연 김재영, 이원섭 선임연구원이 디지털 노광기 구동 테스트를 진행하고 있다. 기계연 제공
한국기계연구원은 나노융합연구본부 장원석 본부장 연구팀이 실시간 패턴 보정이 가능한 디지털 리소그래피 스캐너를 개발하고 이를 롤투롤(Roll-to-Roll) 이송시스템과 결합해 유연전자소자의 연속 패터닝 기술을 구현했다고 29일 밝혔다. 아울러 DMD(Digital Micro-mirror Device) 기반 디지털 노광 기술과 초정밀 이송 제어 기술을 융합해 기판 변형과 위치 오차를 실시간으로 보정할 수 있는 시스템을 구축했다.
기존의 디지털 노광 기술은 평면 스테이지 기반으로 구동돼 장비 크기에 따라 기판 크기가 제한되는 한계가 있었고, 유연기판을 보조 기판에 붙였다 떼는 우회 공정을 거쳐야 해 불량 발생률도 높았다.
이번에 개발된 시스템은 회전하는 곡면 롤 위에서 직접 패터닝이 이루어지는 라인빔 노광 구조를 적용했다. 보조 기판 없이 유연기판을 직접 이송하면서, 미세한 비틀림이나 흔들림을 실시간 비전 측정으로 즉각 보정해 초정밀 패턴을 새겨 넣는 것이 핵심 차별점이다.
별도의 노광 마스크를 제작할 필요 없이 소프트웨어 설계만으로 다양한 패턴을 즉각 구현할 수 있어 제품 개발 기간과 생산 비용을 획기적으로 절감할 수 있다.
또 유연기판을 보조 기판 없이 연속 이송하며 직접 패터닝하기 때문에 기판 길이에 제한이 없는 대면적 양산이 가능하다. 이를 통해 차세대 유연전자소자의 생산성을 극대화하고, 관련 산업의 대량생산 패러다임을 바꿀 기반 기술이 될 것으로 기대된다.
기계연 나노융합연구본부 장원석 본부장은 “롤투롤 디지털 리소그래피 시스템은 유연전자소자의 대량생산을 가능하게 하는 핵심 플랫폼 기술”이라며 “유연 PCB를 비롯해 고해상도 유연전자소자, 반도체 패키징 공정 등 다양한 산업 분야에 적용될 것으로 기대한다”고 밝혔다.
김형중 기자 kimhj@ggilbo.com
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