Lithography

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소개글
Lithography에 대한 자료입니다.
본문내용
◎ Lithography
1. Lithography란?
① Lithography 란 그리스어에서 파생된 말이다.
즉, 돌(Litho)과 인쇄(Graphy)의 합성어로 석판 인쇄술을 말한다.
백과사전에는 치밀하고 부드러운 다공질인 석회석에 직접 또는 간접으로 그린 것을 판으로 하여 인쇄하는 기법으로 정의되어 있다. 반도체에서 사용되는 Lithography 는 역시 비슷한 뜻으로 사용되고 있다. 반도체라는 돌위에 극 미세 패턴을 인쇄하는 공정을 의미한다.
Lithography 공정은 반도체 전체 공정의 30% 이상을 차지하는 단위 공정으로, 웨이퍼위에후속 에칭 공정의 방어막 역할을 하는 유기물의 특정 패턴을 적절한 파장의 빛과 마스크를 이용하여 정확한 위치에 정확한 크기의 패턴을 전사하는 공정이라고 할 수 있다.
Lithography 공정은 보통 다음과 같은 단계로 진행되고 다른 공정을 거쳐 반도체가 완성된다. 보통 일반적으로 말하는 Photo 공정과 Etching 공정을 합쳐 말하기도 하고 Photo 공정만을 말하기도 한다.
② 반도체 전체 공정의 30% 이상을 차지하는 단위 공정으로, 웨이퍼위에 후속 에칭 공정의 마스크 역할을 하는 유기물의 특정 패턴을 적절한 파장의 빛과 마스크를 이용하여 정확한 위치에 정확한 크기의 패턴을 전사하는 공정.
2. 나노기술과 정보저장
STM과 AFM 리소그라피 (lithography)를 이용한 반도체 신기술에 대한 연구는 정보저장기술분야에 새로운 활력소를 불어넣었다. Lithography란 STM과 AFM에 사용되는 미세 탐침을 이용하여 표면에 미세선을 긋는 것을 말하며 STM에 사용되는 미세 탐침을 이용할 경우 그어진 선의 선 폭은 대략 2나노미터로써 이를 이용하면 반도체 기술에 대혁명을 가져올 것으로 예상된다. 미세회로선폭기술은 모든 반도체에 필수적으로 내장되는 트랜지스터의 간격을 얼마만큼 줄일수 있느냐를 결정한다. 미세회로선폭의 간격이 좁아질수록 동일한 크기의 다이에 더 많은 트랜지스터를 내장해 반도체 집적도를 높일 수 있기 때문이다. 또한 트랜지스터의 간격이 좁아질수록 전자이동이 빨라져 동작속도를 늘리면서도 열 방출량과 전력소모량을 줄일 수 있어 미세회로선폭기술은 반도체 성능향상을 위한 핵심 기술 중 하나로 평가되고 있다. 미세회로선폭기술은 지난 80년대 초 6㎛ (1미크론=100만분의 1m)기술이 소개된 이후 약 20년간 비약적인 발전을 거듭, 회로선폭의 간격이 급속도로 좁아져 왔다. 90년대 초까지는 1.0㎛의 시대였으나 93년에 인텔이 0.8㎛기반의 펜티엄 프로세서를 대량 생산하면서 소수점 ㎛시대를 열었으며 이후 2년여의 간격을 두고 0.5㎛, 0.35㎛, 0.25㎛ 공정기술이 세대를 바꿔왔다. 최근에는 삼성전자를 비롯한 메모리반도체업체와 인텔 등 마이크로프로세서업체들이 0.18㎛에 기반한 제품 생산을 착수한 수준이다. 그러나 나노리소그라피는 지금까지의 공정과는 근본적으로 기술적인 출발점이 다르며, 이 기술이 실용화 될 경우 기존의 공정체제는 이제 문을 닫아야 할 날이 올지도 모른다. 실례로, 최근 IBM연구소에서는 AFM의 미세 탐침의 배열을 이용한 고집적도의 테라비트급 (1테라=1000기가)의 정보저장 시스템을 개발하여 발표한 바 있다. 이는 AFM의 미세탐침을 한 평면상에 32×32개의 배열을 형성한 후 나노리소그라피 기술을 이용하여 PMMA라는 고분자 박막에 반도체의 집적회로를 구현함으로써 나노리소그라피를 통한 대량생산의 가능성을 보여준 것이다. 나노기술을 이용하여 반도체의 집적도를 올리기 위한 또 다른 접근법으로는 양자점 (Quantum-dot) 트랜지스터를 들 수 있다. 양자점 트랜지스터란 기존의 수백만개의 전자가 모여 하나의 트랜지스터를 이루는 기존 반도체와는 달리 하나의 전자가 곧 바로 트랜지스터가 되는 것을 의미하는데 단 한 개의 전자가 양자점에 들어가고 나가는 물리적인 현상인 단전자 터널링 현상을 이용한 것이다. 이를 이용하면 차세대 테라비트급의 기억소자에 한 걸음 더 다가갈 수 있게 된다. 최근 우리나라에서도 상온 (25℃)에서 작동 가능한 나노구조 반도체 양자점을 이용한 단전자 터널링 트랜지스터(SET:Single Electron Transistor)를 제작, 상온에서 동작시키는 데 성공했다고 발표한바 있다.
3.기술 개요
반도체 기술이 발전됨에 따라 리소그래피 기술의 중요성은 더욱 증가될 것이다. 리소그래피 기술은 공정뿐만 아니라, 레지스트와 같은 고기능성 신물질 개발, 장치 개발, 리소그래피 기법 개발 등 다각적인 연구가 수행되어야한다. 현재 사용되고 있는 리소그래피기술은 향후 나노 공정에서 더 이상 적용되기 어려운 부분이 많을 것으로 예상된다.
이를 극복하기 위하여 최근 많은 기술적 대안이 제시되고 있다. 그 중 유력한 것이 전자선, EUV나 주사팀침현미경(Scanning Probe Microscope, SPM)을 이용한 미세 가공 기술이며, 아주 극소형의 소자를 제작하기 위하여 사용되는 화학소재로서 초고감도 포토레지스트을 활용하면 극소형 소자의 개발이 가능하기 때문에 이로 인한 경제, 산업적인 파급효과가 대단히 크다.
특히 리소그래피 기술은 반도체 기술을 발전시키는 원동력으로서 매우 중요한 기술로서 반도체 생산에서 기반이 되는 기술이며 대외 의존도가 높은 분야이다. 앞으로 차세대 나노소자 개발을 위해서 필수적인 리소그래피 관련 기술을 먼저 확보하려는 연구와 기술 경쟁이 더욱 치열해질 것으로 예상된다.
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