[이달의 과학기술자상] 초정밀 장비기술이란

반도체등 세밀한부품 가공·측정초정밀장비 기술이란 현재 최고의 정밀도를 얻을 수 있는 각종 부품을 이용해 최고의 정밀도를 갖는 핵심부품을 가공하거나 측정해낼 수 있는 장비를 만들어낼 수 있는 기술을 말한다.

일반적으로 하나의 장비가 생산성을 갖춘 기계가 되기 위해서는 가공대상물을 기계위에 장착하고 회전 또는 직선이동을 시키면서 여러 가지의 연속적인 가공작업을 수행해야 하며, 마지막으로는 가공된 제품이 설계한대로 가공되었는지를 측정ㆍ검사해야 한다.

따라서 초정밀장비의 개발을 위해서는 장비내에서 가공대상물을 이동시키는 초정밀운동기술은 물론이고 제품의 가공상태를 평가할 수 있는 초정밀 측정ㆍ검사기술, 그리고 지속적으로 정밀도를 유지하기 위해 장비주위의 온도를 일정하게 유지하고 외부로부터의 미소한 진동도 차단할 수 있도록 환경을 제어하는 기술 등이 병행돼야 한다.

이 가운데 가장 대표적인 기술은 초정밀 위치결정장치기술이다. 위치결정장치란 가공(또는 측정)대상물을 원하는 위치에 원하는 경로로 정확히 이동시켜주는 역할을 하는 장치로서, 거의 모든 초정밀장비가 제품을 생산하기 위해서는 이 장치를 장비내부에 갖추고 있다.

우리나라가 세계기술을 주도하고 있는 256메가 D램을 제조하려면 웨이퍼상에 0.13㎛라는 미세한 회로패턴을 연속적으로 가공해야 하므로 회로패턴을 가공하는 노광장비에는 웨이퍼를 연속적으로 초정밀하게 이동시켜줄 수 있는 초정밀위치결정장치를 필요로 한다.

현재 이러한 미세회로패턴가공기술은 LCDㆍPDP와 같은 디스플레이장치의 제조에도 적용되고 있다.

또 천체망원경이나 가전제품용 광학렌즈 등 광학부품의 제조에 있어서도 설계된 렌즈형상과 0.1㎛이내의 오차를 갖도록 가공하는 기술은 매우 중요하며, 이 경우에 있어서도 가공시 장비상에서 렌즈를 정확한 경로로 이동시켜주는 위치결정장치의 정밀도가 가공오차의 대부분을 좌우하므로 초정밀 위치결정장치는 렌즈의 정밀도를 결정하는 매우 중요한 역할을 하게 된다.

이 밖에도 3차원측정기나 각종 검사장치에 있어서도 초정밀위치결정장치는 측정정밀도를 결정하는 핵심기술의 역할을 하고 있다.

나노기술에서도 최종적으로 제품을 양산하기 위해서는 생산성있는 장비 개발이 필수적이며 초정밀 위치결정장치는 핵심부품의 역할을 할 것으로 예측돼 향후 수십년동안 생산기술의 핵심기술 역할을 수행할 것으로 전망된다.