HYbrid Precision Engineering Laboratory

기계공학과 이현섭

HYbrid Precision Engineering Laboratory(하이브리드 정밀공학 연구실)는 기계공학과 소재공학의 융합을 바탕으로 반도체, 디스플레이, 전자소자 제조에 필수적인 화학기계적 연마(CMP) 및 그라인딩 기술을 중점적으로 연구하고 있습니다. 본 연구실은 CMP 공정의 이론적 모델링, 실험적 분석, 공정 최적화, 친환경화 등 다양한 측면에서 선도적인 연구를 수행하고 있으며, 국내외 산학연 협력 및 산업체와의 공동연구를 통해 실질적인 기술 혁신을 이끌고 있습니다. CMP 공정은 반도체 웨이퍼의 평탄화와 표면 품질 향상을 위해 필수적인 공정으로, 슬러리 조성, 연마 패드 특성, 공정 변수(압력, 속도, 온도 등) 등이 복합적으로 작용합니다. 본 연구실은 슬러리 내 첨가제의 화학적 역할, 연마 입자의 농도와 크기, 패드의 마모 및 컨디셔닝 시스템 등 CMP 공정의 각 요소가 재료 제거율과 표면 결함에 미치는 영향을 체계적으로 분석하고 있습니다. 또한, 슬러리 및 초순수 사용량 저감, 에너지 효율 향상 등 지속가능한 제조를 위한 친환경 CMP 기술 개발에도 앞장서고 있습니다. 트라이볼로지(마찰·마모·윤활) 연구는 CMP 공정뿐만 아니라 기계 부품, 신소재, 3D 프린팅 소재 등 다양한 분야에 적용되고 있습니다. 본 연구실은 3D 프린팅 소재(PLA, PETG, ABS-like 레진 등)의 마찰 및 마모 특성을 다양한 조건에서 실험적으로 분석하고, 이들의 내구성 향상 및 산업적 활용 방안을 제시하고 있습니다. 또한, 트라이볼로지 기반의 마찰력 모니터링, 실접촉면적 예측, 마찰에너지와 재료제거율의 상관관계 규명 등 CMP 공정의 근본적 이해와 최적화에도 기여하고 있습니다. 최근에는 광촉매 반응을 활용한 전기화학-기계적 평탄화(ECMP), 하이브리드 연마 공정, 다양한 소재(사파이어, SiC, 리튬탄탈레이트 등)에 대한 맞춤형 CMP 공정 개발 등 차세대 반도체 및 전자소자 제조를 위한 혁신적 연구도 활발히 진행 중입니다. 인공지능 및 시뮬레이션 기법을 활용한 공정 예측 및 최적화, 패드 마모 예측, 공정 자동화 등 첨단 기술을 접목하여 연구의 깊이와 폭을 확장하고 있습니다. 이와 같은 연구 성과는 국내외 주요 학술지 및 학회에서 다수의 논문 발표와 특허 등록, 산학협력 프로젝트 수주 등으로 이어지고 있으며, 연구실 구성원들은 다양한 수상 경력과 함께 산업 현장에 직접 적용 가능한 실용적 기술 개발에도 적극적으로 참여하고 있습니다. 앞으로도 HYbrid Precision Engineering Laboratory는 정밀공학 분야의 핵심 연구 거점으로서, 첨단 제조기술의 발전과 산업 경쟁력 강화에 기여할 것입니다.