한국화학연구원이 최근 반도체 및 디스플레이 산업에 필수적인 물질인 옥심계 광개시제를 개발하고 이를 삼양사에 기술이전했다고 2일 밝혔다.

광개시제는 도료, 코팅액, 잉크, 페인트, 접착제 등 수지의 첨가제로 빛을 받으면 수지가 화학 반응을 일으키도록 하는 물질이다. 광개시제가 첨가된 수지에 빛을 쬐면 광개시제가 자외선을 받아 수지의 중합 반응을 유발한다. 수지가 중합반응을 일으키면 단단하게 굳으면서 원하는 형태로 구조가 만들어진다. 중합 반응이란 분자량이 작은 분자가 연속으로 결합해 분자량이 큰 분자(고분자)를 만드는 과정이다.

광개시제는 도료, 페인트 등이 들어간 생활 및 산업 용품에 널리 쓰인다. 그 중 '옥심' 화학구조를 이용한 옥심계 광개시제는 빛에 대한 민감도가 높아 디스플레이 및 반도체의 미세패턴(회로) 공정에 사용되는 감광수지(포토레지스트)의 핵심 소재다. 

포토레지스트는 미세하고 정밀한 패턴을 그릴 때 주로 사용된다. 반도체 제조 시 포토레지스트를 웨이퍼(원형 실리콘 기판)에 바른 뒤 회로 모양대로 빛을 비추면 회로의 밑그림이 그려진다. 반도체 외에도 LCD 및 OLED 등 정밀한 회로 기판이 필요한 디스플레이 제조 공정에도 사용된다. 

화학연 전근 박사팀과 삼양사 정보전자소재연구소는 6년간의 공동연구 끝에 새로운 광개시제 화합물을 개발하고 'SPI-02' 'SPI-03' 'SPI-07'이란 이름으로 상업화했다. 관련 기술은 현재 국내 4건, 해외 5건의 특허 등록을 마쳤다.

이 물질은 기존 옥심계 광개시제와 비교해 감도 및 투과율이 좋고 제조원가는 낮다. 투과도가 기존 옥심계 광개시제보다 4% 높은 것으로 조사됐다. 정밀 공정에서 1%의 차이는 최종 품질에 큰 영향을 준다. 

그동안 옥심계 광개시제 시장은 글로벌 화학기업 바스프(BASF)가 장악해 왔다. 바스프는 2002년 원천특허를 출원하고 OXE-01, OXE-02 등 제품으로 국내는 물론 세계 시장을 독점해 왔다. 

글로벌 광개시제 시장은 8000억원 규모다. 옥심계 광개시제의 경우 글로벌 시장 1000억원, 국내 시장 500억원 규모다. 반도체와 디스플레이 산업의 성장세에 따라 시장 규모가 빠르고 커지고 있다.

삼양사는 2016년 이 제품을 시범 생산했고 올해 상업 생산에 본격적으로 나선다. 

이번 연구를 이끈 전근 화학연 박사는 "수입대체 효과와 더불어 디스플레이 관련 산업의 기술 향상과 제조원가 절감에 기여할 것"이라고 기대감을 밝혔다.

송강섭 기자 successnews@successnews.co.kr

Copyright ⓒ 썩세스경제