분야
hwp집적 회로 제작 시 실리콘칩 표면에 만들고자 하는 패턴을 빛으로 촬영한 수지를 칩 표면에 고정한 후 화학 처리나 확산 처리하는 기술. 이 기술의 핵심은 짧은 파장의 빛을 사용하여 정밀도를 높이는 것으로, 처음에는 가시광선, 자외선을 사용했으나 최근에는 전자 빔을 사용해 더 미세한 패턴을 만든다.
세계 최고속 원자힘 현미경(AFM) 리소그래피 시스템 개발
□ 과학기술부 21세기 프론티어 연구개발사업으로 추진중인 테라급 나노소자개발사업단(단장 : 이조원)의 한양대학교 이해원 교수 연구팀은 원자힘 현미경(Atomic Force Microscope) 리소그래피 기술의 고속화 실현을 위한 세계 최고속 AFM 리소그래피 시스템 및 고속 나노패턴 제작 전용 고감도 레지스트를 개발했다고 밝혔다.
○ 기존의 광 리소그래피 기술이 가지는 해상도의 한계를 극복하고 저렴한 장비를 제공하고자 최근 다양한 차세대 리소그래피 기술(Next Generation Lithography)들이 연구되고 있다.
○ 그 중 AFM 리소그래피 기술은 나노구조물을 쉽게 형성시키고 제어할 수 있으며 시스템의 가격이 저렴하여 세계 여러 연구소에서 활발하게 연구개발이 진행되고 있다.
- 그러나 AFM 리소그래피 기술은 나노구조물의 형성 속도가 기존의 광 리소그래피 기술에 비하여 현저히 떨어져 상용화에는 한계를 지니고 있었다.
□ 이해원 교수 연구팀에서 개발한 고속 AFM 리소그래피 전용 시스템은 광 리소그래피의 고속 나노 구조물 형성속도와 AFM 시스템의 고해상성 기술을 접목하여 종전보다 10배 이상 빠른 1 cm/s 이상의 속도에서도 기판위의 원하는 위치에 정확하게 나노 구조물을 형성할 수 있게 되었다.
○ 특히 이 시스템은 기존 AFM 리소그래피의 문제점이었던 속도의 한계를 극복해 고속 AFM 리소그래피 원천 기술 확보와 함께 차세대 리소그래피 기술로서도 상용화될 수 있는 기반을 마련하였다고 평가된다.
□ 또한, 리소그래피 속도가 빨라지면 실리콘 기판과 AFM 탐침 사이에 반응시간이 충분하지 못해 나노 구조물 형성이 어렵게 되며, 높은 전압에서 리소그래피를 실행하면 AFM 미세 탐침에서 발생하는 고에너지로 인해 팁과 기판에 손상을 줄 수 있다.
○ 이에 자체 개발한 고감도 레지스트(광산발생제 포함)를 이용하여 반응이 일어나는 전압을 기존보다 5V 이상 낮추면서 고속(1 cm/s)에서 나노 구조물을 형성할 수 있었다. 고감도 레지스트 개발은 향후 나노구조물 패턴형성기술을 고속화하는데 매우 중요한 요소 기술이다.
□ 이해원 교수 연구팀은 산·학·연(한양대학교, 표준과학연구원, (주)나노포커스) 공동 연구를 통해 고속 AFM 리소그래피 통합시스템 연구를 수행중이며, 초정밀 다중벽 탄소나노튜브 AFM 탐침을 이용하여 10 nm 이하 패턴 제작을 진행 중이다.
