수일이 걸리던 반도체 연구·개발 과정을 단 몇 분으로 단축할 수 있는 3D 프린팅 기술이 개발됐다.
미국 텍사스대 오스틴 캠퍼스 코크렐 공대 연구팀은 기존 극자외선(EUV) 노광장비를 탁상형으로 소형화하고, 3차원 나노구조를 한 번에 인쇄하는 기술을 개발했다고 국제학술지 '나노 레터스'에 발표했다.
현재 반도체 제조에 쓰이는 EUV 노광장비는 대당 가격이 2억달러(약 2880억원)를 넘고 방 하나를 차지할 만큼 거대해 소수 기업만 운용할 수 있다.
연구팀은 이 거대 장비를 핵심 부품만 남겨 단순화한 탁상형 EUV 장치를 만들었다. 이 장치는 기존보다 저렴하고 모듈식으로 구성돼 연구용으로 활용도가 높다.
여기에 '체적 3D 패터닝'이라는 새로운 인쇄 기법을 결합했다. 기존 상업용 EUV 공정은 3차원 구조를 만들기 위해 한 층씩 쌓아 올리는 2차원 방식으로 진행돼 수일이 걸렸다.
논문 주저자인 치하오 창 교수는 "새로운 기술은 여러 층을 동시에 인쇄해 노광 시간을 ngày에서 몇 분으로 줄일 수 있다"고 설명했다.
다만 현재 기술로는 메모리 반도체나 포토닉스에 유용한 주기적인 구조만 만들 수 있다. 연구팀은 향후 더 복잡한 패턴을 더 빠르게 인쇄해 칩 하나에 더 많은 연산 능력을 담는 것을 최종 목표로 하고 있다.
연구팀은 이 기술이 반도체 외에도 나노 약물 등 의료 분야, 양자 컴퓨팅, 신소재 합성 등에도 응용될 수 있을 것으로 기대했다.