창원대 연구팀 '정렬마크 없이 미세패턴 정렬 방법' 세계 첫 개발

기사내용 요약
스마트제조융합전공 조영태·김석 교수, 김우영 박사과정
미세패턴 대량생산·정렬이 필요한 다양한 공정 적용 가능

[창원=뉴시스] 홍정명 기자=모아레 패턴 분석을 활용하여 정렬마크 없이 미세패턴을 정렬하는 방법을 개발한 창원대 기계공학부 스마트제조융합전공 조영태(왼쪽부터) 교수, 김석 교수, 스마트제조융합협동과정 김우영 연구원. (사진=창원대학교 제공) 2023.05.04. photo@newsis.com

[창원=뉴시스] 홍정명 기자 = 국립 창원대학교 연구팀이 모아레(Moiré) 패턴 분석을 이용해 이음매 없이 미세패턴을 손쉽게 이어 붙일 수 있는 기술 개발에 성공했다.

4일 창원대학교에 따르면, 기계공학부 스마트제조융합전공 조영태 교수와 김석 교수, 김우영 박사과정 연구팀은 이어 붙이는 과정에서 발생하는 이음매를 없앨 수 있는 '정렬마크 없는 미세패턴 정렬 방법'을 세계 최초로 개발하고, 이를 통해 이음매를 최소화한 기능성 표면필름 대면적 대량생산 원천기술을 확보했다.

단순한 주기적인 패턴을 서로 겹치는 것만으로 전혀 다른 기하학적 패턴이 나타나는 것을 '모아레'라고 한다.

연구팀은 디지털 사진, TV 화면 등에서 자주 나타나는 이러한 모아레 패턴을 분석해 미세패턴을 고도로 정확하게 정렬하는 방법을 개발한 것이다.

물에 젖지 않는 발수성을 지닌 표면이나 위조방지 필름처럼 기능성필름, 반도체소자의 경우 대부분 눈에 보이지 않는 미세패턴이 표면에 형성되어 있다.

이를 실제로 응용하기 위해서는 대량 생산을 할 수 있어야 하고, 대면적의 마스터 패턴이 필요하다.

지금까지는 옷감을 짜깁기하듯 조그마한 조각을 이어 붙여 넓은 면적의 마스터 패턴으로 만들어 사용해왔으며, 이 때 이어 붙이기 위해 기준이 되는 '정렬마크'가 필요했다.

[창원=뉴시스] 창원대학교 기계공학부 연구진이 개발한 모아레 패턴 분석을 활용하여 정렬마크 없이 미세패턴 정렬하는 방법 개념도.(자료=창원대학교 제공) 2023.05.04. photo@newsis.com

또한 이어 붙이는 과정에서 필연적으로 발생하는 이음매로 인해 기능적으로 불완전하거나 시각적으로 일명 ‘칼자국’이 발생한다는 단점이 있었는데, 창원대 연구팀의 기술 개발로 혁신적인 개선이 기대된다.

조영태 교수는 "이번 연구 성과는 나노·마이크로 미세패턴을 저비용 고효율로 보다 넓은 면적에 빠르게 형성하는 나노 생산의 고도화에 있어 진일보한 의미 있는 결과다"면서 "특히 개발된 정렬마크 없는 정렬 방법은 미세패턴 대량생산뿐만 아니라 기존 반도체 공정에서 포토리소그래피 공정, 또는 디지털 리소그래피 공정 등 정렬이 필요한 다양한 방면에 활용이 가능할 것으로 기대한다"고 말했다.

이번 연구는 한국기계연구원, MIT, 홍콩대(HKU) 공동 연구진과 함께 한국연구재단의 우수신진연구, 중견연구, 지역혁신선도연구센터사업(RLRC)사업, BK21 지역혁신성장주도 스마트산업단지 선도인력 교육연구단사업과 한국기계연구원의 기본사업 지원을 받아 수행됐다.

연구 논문은 국제 저명 학술지 '네이처 커뮤니케이션스' 4월 18일자에 게재됐다.

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