소프트 리소그래피 (Soft Lithography)
쉽게 풀면
먼저 딱딱한 원판(마스터 몰드)에 아주 작은 홈과 돌기를 새깁니다. 그 위에 말랑한 실리콘 고무(PDMS)를 붓고 굳힌 뒤 떼어내면 미세 구조가 그대로 찍힌 고무 조각이 생기는데, 이것이 소프트 리소그래피의 기본입니다. 이 고무 조각을 유리에 붙이면 미세 통로가 되고, 도장처럼 분자를 묻혀 찍으면 표면에 원하는 무늬를 그릴 수도 있습니다.
왜 중요한가
반도체 공정 장비가 없는 생명과학·의공학 실험실에서도 싸고 빠르게 미세유체 칩을 만들 수 있게 해 주었기 때문에 랩온어칩·장기칩 연구가 크게 늘어났습니다. PDMS는 투명하고 기체가 통하며 세포 독성이 낮아 세포 배양 칩에도 널리 쓰입니다. 그래서 미세유체 논문의 방법 부분에는 이 공정이 거의 표준처럼 등장합니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
감광성 수지로 만든 원판에서 고무 복제본을 떠낸 뒤, 표면을 플라스마로 활성화해 유리에 단단히 붙여 칩을 완성했다는 전형적인 제작 절차 설명입니다.
조금 더 깊게 보면
대표적인 방식으로는 틀에서 구조를 복제하는 복제 몰딩(replica molding), PDMS 도장에 분자를 묻혀 표면에 찍는 마이크로컨택트 프린팅(μCP), 미세 채널 안에 액체를 흘려 패턴을 만드는 방식 등이 있으며, 1990년대 하버드의 화이트사이즈(Whitesides) 연구진이 체계화한 것으로 알려져 있습니다. 마스터 몰드 자체는 보통 포토리소그래피로 만들기 때문에 두 공정은 경쟁 관계라기보다 앞뒤로 이어지는 관계입니다. 하나의 몰드로 여러 번 복제할 수 있어 시제품을 반복 제작하기에 유리합니다.
주의할 점
포토리소그래피는 빛과 감광제로 딱딱한 기판 위에 패턴을 직접 새기는 공정이고, 소프트 리소그래피는 그렇게 만든 틀을 탄성체로 '복제·전사'하는 공정이라는 점이 다릅니다. 또 PDMS는 작은 소수성 분자(일부 약물·형광 물질)를 흡수하는 성질이 있어, 약물 반응 실험에서는 농도가 실제보다 낮아질 수 있다는 한계가 자주 지적됩니다.