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차세대 반도체 나노구조 공정을 혁신하는 새로운 3차원 노광 공정 개발

페이지 정보

발행기관
한국과학기술원(KAIST)
저자
 
종류
R&D
나노기술분류
나노공정·측정·정비
발행일
2022-05-27
조회
102

본문

● 한국과학기술원의 전석우, 신종화 교수 연구팀이 차세대 반도체 공정 핵심기술인 3차원 나노구조를 단일 노광으로 효율적으로 제작하는 방법을 개발

● 다양한 3차원 패터닝 공정 가운데, 근접장 나노패터닝(PnP, Proximity-field nanoPatterning)은 단일 노광으로 주기적인 3차원의 나노구조를 정확하고 생산성 있게 구현할 수 있지만, 주기적인 위상 마스크 패턴을 활용해 구현할 수 있는 구조의 자유도는 제한돼왔으며, 이를 극복하기 위해서는 감광물질에 원하는 형태의 홀로그램을 구현하는 위상 마스크의 디자인을 계산하는 과정이 필요

● 이에 연구팀은 수학적 방법론인 수반행렬 방법(Adjoint Method) 기반 알고리즘을 위상 마스크의 패턴이 빛과 상호작용하는 광학현상에 적용하여 원하는 홀로그램 형상을 광감응성 소재에 효율적으로 계산해 그 형상을 얻어내는 데 성공

● 이 알고리즘은 수식으로 표현된 목표 디자인을 최소한의 계산 경로로 찾아내는 알고리즘이며, 행렬 연산을 활용해 많은 계산량을 효율적으로 처리한다는 장점을 보유

● 연구팀은 본 연구에서 위상 마스크에 반도체 공정에 적용 가능한 수직 입사 빔 방식을 적용하여 기존의 마스크로 얻어내는 것이 불가능했던 새로운 배열의 3차원 나노구조를 얻어내는 데 성공

● 해당 연구는 기존의 반도체 노광공정이 갖는 자유도의 한계를 극복하고 더 나아가 보다 복잡한 나노구조를 구현할 수 있다는 것을 이론적, 실험적으로 증명

● 이번 기술이 차세대 반도체 소자인 GAA(Gate All Around) 소자나 3차원 반도체 집적기술에 적용된다면 차세대 반도체 역량 강화에 이바지할 것으로 기대

 

Science Advances 게재(2022.05.25.), Photolithographic Realization of Target Nanostructures in 3D Space by Inverse Design of Phase Modulation

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