ย้ถนธ฿วๅ

ว๊™์ˆ ยท์—ฐ๊ตฌ

๋™๊ตญ๋Œ€ ์žฅ์žฌ์› ๊ต์ˆ˜ ์—ฐ๊ตฌํŒ€, sub-50 nm ๊ธ‰ ์ €๋น„์šฉ ๋ฆฌ์†Œ๊ทธ๋ž˜ํ”ผ ๊ฐœ๋ฐœ

๋“ฑ๋ก์ผ 2024.03.21. ์กฐํšŒ 2050

“์ƒ์šฉํ™” ์‹œ ๋ฐ˜๋„์ฒด ๊ณต์ •๋น„์šฉ ํš๊ธฐ์ ์œผ๋กœ ๋‚ฎ์ถœ ๊ฒƒ”
๋‚˜๋…ธ ๊ณผํ•™ ๋ฐ ๊ธฐ์ˆ  ๋ถ„์•ผ ๊ตญ์ œ์ €๋ช…ํ•™์ˆ ์ง€ ํ•™์ˆ ์ง€ ‘Small’ ๊ฒŒ์žฌ

 

 

์™ผ์ชฝ๋ถ€ํ„ฐ ์žฅ์žฌ์› ๊ต์ˆ˜, ์กฐ์ •์‹ ๋ฐ•์‚ฌ๊ณผ์ •์ƒ

โ–ฒ ์™ผ์ชฝ ๋ถ€ํ„ฐ ์žฅ์žฌ์› ๊ต์ˆ˜, ์กฐ์ •์‹ ๋ฐ•์‚ฌ๊ณผ์ •์ƒ

 

 

๋™๊ตญ๋Œ€(์ด์žฅ ์œค์žฌ์›…) ๋ฐ˜๋„์ฒด๊ณผํ•™๊ณผ ์žฅ์žฌ์› ๊ต์ˆ˜ ์—ฐ๊ตฌํŒ€(์กฐ์ •์‹ ๋ฐ•์‚ฌ๊ณผ์ •์ƒ(์ œ1์ €์ž), ์žฅ์žฌ์› ๊ต์ˆ˜(๊ต์‹ ์ €์ž))์ด sub-50 nm ๊ธ‰ ์ €๋น„์šฉ ๋ฆฌ์†Œ๊ทธ๋ž˜ํ”ผ ๊ธฐ์ˆ ์„ ๊ฐœ๋ฐœํ–ˆ๋‹ค.

 

 ๋ฐ˜๋„์ฒด ๊ธฐํŒ ์œ„์— ๋ฏธ์„ธ ํŒจํ„ด์„ ํ˜•์„ฑํ•˜๋Š” ๋ฆฌ์†Œ๊ทธ๋ž˜ํ”ผ ๊ธฐ์ˆ ์€ ๋ฐ˜๋„์ฒด ์‚ฐ์—…์˜ ํ•ต์‹ฌ ๊ธฐ์ˆ ์ด๋‹ค. ๊ณ ์„ฑ๋Šฅ ์ „์ž ์žฅ์น˜์— ๋Œ€ํ•œ ์ˆ˜์š”๊ฐ€ ์ฆ๊ฐ€ํ•จ์— ๋”ฐ๋ผ ๋”์šฑ ๊ณ  ์ง‘์ ํ™”๋œ ๋ฐ˜๋„์ฒด๊ฐ€ ํ•„์š”ํ•˜๋ฉฐ, ์ด๋ฅผ ์œ„ํ•ด์„œ๋Š” ์ˆ˜ ๋‚˜๋…ธ๋ฏธํ„ฐ์—์„œ ์ˆ˜์‹ญ ๋‚˜๋…ธ๋ฏธํ„ฐ์˜ ๋†’์€ ํ•ด์ƒ๋„๋ฅผ ๊ฐ€์ง„ ๋ฆฌ์†Œ๊ทธ๋ž˜ํ”ผ๊ฐ€ ํ•„์š”ํ•˜๋‹ค.

 

 ํ•˜์ง€๋งŒ ์ˆ˜์‹ญ ๋‚˜๋…ธ๋ฏธํ„ฐ ํ•ด์ƒ๋„์˜ ๋ฆฌ์†Œ๊ทธ๋ž˜ํ”ผ ๊ธฐ์ˆ ์„ ์‹คํ˜„ํ•˜๊ธฐ ์œ„ํ•ด์„œ๋Š” ์ดˆ๊ณ ๊ฐ€์˜ ์žฅ๋น„์™€ ์žฌ๋ฃŒ, ์ง„๊ณต ๋ฐ ํด๋ฆฐ๋ฃธ๊ณผ ๊ฐ™์€ ํŠน์ˆ˜ํ•œ ํ™˜๊ฒฝ, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ  ๋ณต์žกํ•œ ํ”„๋กœ์„ธ์Šค๊ฐ€ ํ•„์š”ํ•˜๊ณ , ์ด๋Ÿฌํ•œ ๊ธฐ์ˆ ์ด ์ ์šฉ๋œ ์ „์ž ์žฅ์น˜์˜ ๊ฐ€๊ฒฉ์€ ๊ณ ๊ฐ€๋กœ ์ด์–ด์ง„๋‹ค.

 

 ์ด์— ๋”ฐ๋ผ ๋งŽ์€ ๊ตญ๊ฐ€/๊ธฐ์—…/์—ฐ๊ตฌ์ž๋“ค์€ ๊ณ ํ•ด์ƒ๋„์˜ ์ €๋น„์šฉ ๋ฆฌ์†Œ๊ทธ๋ž˜ํ”ผ ๊ธฐ์ˆ ๊ฐœ๋ฐœ์„ ์œ„ํ•ด ๋…ธ๋ ฅํ•˜๊ณ  ์žˆ๋‹ค. ๊ธฐ์กด๊ณผ ๋‹ค๋ฅธ ์ƒˆ๋กœ์šด ์ ‘๊ทผ๋ฒ•์˜ ์ €๋น„์šฉ ๋ฆฌ์†Œ๊ทธ๋ž˜ํ”ผ ๊ธฐ์ˆ ์ด ๊ฐœ๋ฐœ๋œ๋‹ค๋ฉด ๊ณต์ •๋น„์šฉ์„ ์ ˆ๊ฐ์‹œํ‚จ ๋งŒํผ ๋ฐ˜๋„์ฒด์˜ ๊ฐ€๊ฒฉ์„ ๋‚ฎ์ถค๊ณผ ๋™์‹œ์—, ์งˆ ์ข‹์€ ๊ณ ์„ฑ๋Šฅ ์ „์ž ์žฅ์น˜๋ฅผ ๊ฐ€์ •์œผ๋กœ ์ œ๊ณตํ•˜๋ฉฐ ๋ฐ˜๋„์ฒด ์—…๊ณ„์˜ ‘๊ฒŒ์ž„ ์ฒด์ธ์ €’๊ฐ€ ๋  ๊ฒƒ์œผ๋กœ ์˜ˆ์ƒ๋˜๊ณ  ์žˆ๋‹ค.

 

 

๋™๊ตญ๋Œ€ ์žฅ์žฌ์› ๊ต์ˆ˜ ์—ฐ๊ตฌํŒ€, sub-50 nm ๊ธ‰ ์ €๋น„์šฉ ๋ฆฌ์†Œ๊ทธ๋ž˜ํ”ผ ๊ฐœ๋ฐœ

 

 

 ์žฅ์žฌ์› ๊ต์ˆ˜ ์—ฐ๊ตฌํŒ€์€ ์›์ž๋ ฅํ˜„๋ฏธ๊ฒฝ(Atomic force microscope, AFM)์— ์‚ฌ์šฉ๋˜๋Š” ์ˆ˜์‹ญ ๋‚˜๋…ธ๋ฏธํ„ฐ์˜ ํƒ์นจ์„ ์ด์šฉํ•˜๋Š” ๋ฐฉ๋ฒ•์„ ํ†ตํ•ด 50 nm ์ดํ•˜ ํฌ๊ธฐ (sub-50 nm) ํ•ด์ƒ๋„์˜ ๋ฆฌ์†Œ๊ทธ๋ž˜ํ”ผ ๊ธฐ์ˆ ์„ ๊ฐœ๋ฐœํ–ˆ๋‹ค. ๊ธฐ์กด์˜ ๊ธฐ์ˆ ์€ ๋ฆฌ์†Œ๊ทธ๋ž˜ํ”ผ ๊ณผ์ •์—์„œ ๊ธˆ์† ๊ธฐํŒ์˜ ์Šคํฌ๋ž˜์น˜ ๋ฐ ์†์ƒ์ด ๋ฐœ์ƒํ•ด sub-50 nm ํ•ด์ƒ๋„๋ฅผ ๋‹ฌ์„ฑํ•˜๊ธฐ ์–ด๋ ค์› ๋Š”๋ฐ, ์ด๋ฒˆ ์—ฐ๊ตฌ์—์„œ๋Š” ๊ธˆ์† ๊ธฐํŒ์˜ ์Šคํฌ๋ž˜์น˜ ๋ฐ ์†์ƒ์„ ๋ฐฉ์ง€ํ•˜๋Š” ํด๋ฆฌ๋จธ ํฌ์ƒ์ธต์„ ๋„์ž…ํ•จ์œผ๋กœ์จ ๋‹ฌ์„ฑ๋๋‹ค.

 

 ์ด๋ฒˆ์— ๊ฐœ๋ฐœ๋œ ๊ธฐ์ˆ ์„ ํ†ตํ•ด 30 nm ์ˆ˜์ค€์˜ ๊ธˆ์† ๋‚˜๋…ธ ๊ตฌ๋ฉ, 15 nm ์ˆ˜์ค€์˜ ๊ธˆ์† ๋‚˜๋…ธ์„  ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ๊ตฌํ˜„ํ–ˆ๊ณ , ๋‚˜๋…ธ๊ด‘ํ•™ ์†Œ์žฌ ๋ฐ ์„ผ์„œ๋กœ ํ™œ์šฉ๋  ์ˆ˜ ์žˆ๋Š” ํ•˜์ด๋ธŒ๋ฆฌ๋“œ ํ”Œ๋ผ์ฆˆ๋ชจ๋‹‰ ๊ตฌ์กฐ(30 nm ์ง€๋ฆ„์˜ ๊ธˆ์† ๋‚˜๋…ธ ๊ตฌ๋ฉ์— 20 nm ์ง€๋ฆ„์˜ ๊ธˆ์† ๋‚˜๋…ธ ์ž…์ž๊ฐ€ ๋ฐ•ํ˜€์žˆ๋Š” ๊ตฌ์กฐ)๋„ ๊ตฌํ˜„๋๋‹ค. ๋ฌด์—‡๋ณด๋‹ค๋„ ์ด ๋‚˜๋…ธ ๊ตฌ์กฐ๋“ค์€ ์ง„๊ณต๊ณผ ๊ฐ™์€ ํŠน์ˆ˜ํ•œ ํ™˜๊ฒฝ์ด ์•„๋‹Œ ์ผ๋ฐ˜ ํ™˜๊ฒฝ๊ณผ ์‹ค์˜จ์—์„œ ๊ตฌํ˜„๋˜์—ˆ๋‹ค๋Š” ๊ฒƒ์— ์˜๋ฏธ๊ฐ€ ์žˆ๋‹ค. 

 

 ๋งŒ์•ฝ ์ด ๊ธฐ์ˆ ์ด ๊ณ ๋„ํ™”๋˜์–ด ๋ฐ˜๋„์ฒด ๊ณต์ •์— ์ ์šฉ๋  ๊ฒฝ์šฐ, ๊ณต์ •๋น„์šฉ์ด 1,000๋ถ„์˜ 1์—์„œ 10,000๋ถ„์˜ 1๊นŒ์ง€ ๋‚ฎ์•„์งˆ ๊ฒƒ์œผ๋กœ ์˜ˆ์ƒ๋œ๋‹ค. ์žฅ์žฌ์› ๊ต์ˆ˜๋Š” “์ด๋ฒˆ ์—ฐ๊ตฌ ๊ฒฐ๊ณผ๋Š” ํฌ๋ฆฐ๋ฃธ, ์ „์ž๋น” ์žฅ์น˜ ๊ฐ™์€ ๊ณ ๊ฐ€์˜ ์‹œ์„ค ์—†์ด 50 nm ํฌ๊ธฐ ์ดํ•˜์˜ ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ ์ œ์ž‘์ด ๊ฐ€๋Šฅํ•œ ์ €๋น„์šฉ ๊ณ ๋ถ„ํ•ด๋Šฅ ๋‚˜๋…ธ๊ณต์ • ๊ธฐ์ˆ  ๊ฐœ๋ฐœ์ด๋ผ๋Š” ์˜๋ฏธ๊ฐ€ ์žˆ๋‹ค”๋ฉฐ “๋”์šฑ์ด ์ด๋ฒˆ ๊ฒฐ๊ณผ๋Š” ๋™๊ตญ๋Œ€ ๋‚˜๋…ธ๊ณต์ • ๋ฐ ๋ฌผ์„ฑ ์—ฐ๊ตฌ์‹ค ์—ฐ๊ตฌ์›๋“ค๋งŒ์˜ ์ฐธ์—ฌ๋กœ ์–ป์–ด์ง„ ๊ฒƒ์œผ๋กœ, ๋ณธ ์—ฐ๊ตฌ์‹ค ๋ณด์œ ๊ธฐ์ˆ ์ด ๊ตญ์ œ ์ˆ˜์ค€์˜ ๊ฒฝ์Ÿ๋ ฅ ๊ฐ–์ท„๋‹ค๊ณ  ๋ณผ ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค”๊ณ  ์ „ํ–ˆ๋‹ค.


 
 ํ•ด๋‹น ์—ฐ๊ตฌ๋Š” “Tip-based lithography with a sacrificial layer”๋ผ๋Š” ์ œ๋ชฉ์œผ๋กœ ๋‚˜๋…ธ๊ณผํ•™ ๋ฐ ๊ธฐ์ˆ  ๋ถ„์•ผ ๊ตญ์ œ์ €๋ช…ํ•™์ˆ ์ง€ ‘Small [IF=13.3]’์— ๊ฒŒ์žฌ๋๋‹ค.