나노 나노 기술의 기술의 이해 이해
(Understanding Nanotechnology) (Understanding Nanotechnology)
Prof. Kahp
Prof. Kahp - - Yang Suh Yang Suh
School of Mechanical and Aerospace Engineering School of Mechanical and Aerospace Engineering
Seoul National University
Seoul National University
2 2
Lecture 8.
Lecture 8.
Nano fabrication
Nano fabrication
3 3
Nano fabrication Nano fabrication
Top-down approach
Bottom-up approach
Nanotechnology
Nanotechnology
4 4
Nano fabrication Nano fabrication
Bottom-up approach Bulk
Atom, molecule
Top-down approach
5 5
Top-Down Approaches
Conventional methods
Conventional methods
6 6
Top Top - - down approaches down approaches
z Photo lithography
z Scanning beam lithography
- Electron beam lithography - Focused ion beam lithography - Ion projection lithography - Extreme UV lithography - X-ray lithography
- - Conventional methods Conventional methods - - Unconventional methods Unconventional methods z Nano imprint lithography z Dip-pen lithography
z Capillary lithography
z Soft lithography
- Replica molding (REM)
- Microcontact printing (μCP) - Electrical μCP (e-μCP)
- Micromolding in capillaries (MIMIC) - Nanotransfer printing (nTP)
7 7
Conventional methods Conventional methods
The smallest Guitar produced by state
The smallest Guitar produced by state--ofof--thethe-- art lithography technique. Thickness of the art lithography technique. Thickness of the string is 50 nm, and the sound frequency is 10 string is 50 nm, and the sound frequency is 10 MHz.MHz.
IBM Cu interconnect IBM Cu interconnect
8 8
Photolithography Photolithography
Material Deposition
Lithography Etching
Conventional Silicon Technology
Conventional Silicon Technology
9 9
Photolithography Photolithography
Photolithography is fast approaching the diffraction limit:
Current consensus: not applicable to feature sizes smaller than 100nm Even if possible, economically unbearable
Alternative : next generation lithography next generation lithography
10 10
Resolution in photolithography Resolution in photolithography
단, λ는 노광파장, NA는 렌즈의 개구수, K1 및 K2는 레지스트 공정에 의한 비례상수 NA = D/2f (D: diameter of the lens, f:
focal length)
λ Resolution(R) = K
1NA
DOF = K
2λ NA
2해상도를 높이기 위해서는 (작은 R)
1. NA를 크게 한다.
2. 파장 λ를 작게 한다.
3. K1을 작게 한다.
Depth of focus를 높이기 위해서는
1. NA를 작게 한다.
2. 파장 λ를 크게 한다.
3. K2을 크게 한다.
11 11
Resolution in photolithography
Resolution in photolithography
12 12
1. 1. 개 개 요 요
1.
사진공정의 정의
1. 마스크상에 설계된 패턴을 공정제어 규격 하에 웨이퍼상에 구현하는 기술
2.
사진공정의 원리
1. 패턴 형성
2. 특정 파장의 빛으로 노광 3. 광화학 반응 후, 패턴 형성
4. 형성된 패턴은 후속공정 (식각, 이온주입)시 베리어 역할 5. Chemical이나 식각용 O2 플라즈마에 의해 제거됨
13 13
사진공정의
사진공정의 개략도 개략도
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양성 양성 및 및 음성 음성 감광제 감광제 차이 차이
15 15
2. 2. 마스크 마스크 재료 재료 및 및 노출 노출 장치 장치
Stepper 및 Contact Aligner의 패턴 형성
종류
Emulsion mask
¾ 정해진 노출 횟수 (수명)
¾ 비용 저렴
¾ 2.5 ㎛ 이하 사용불가
Hard mask
¾ 크롬. 산화철. 실리콘 박막 을 유리판 위에 형성하여 제작
¾ 1 ㎛ 이하 선폭 구현 가능
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2. 2. 마스크 마스크 재료 재료 및 및 노출 노출 장치 장치
마스크 기판의 재료
Soda lime
Alumina - soda lime (0.4 ㎛/℃, 3")
Borosilicate (0.07 ㎛ /℃, 3") - 1.5㎛ 이하
Quartz - 1 ㎛ 이하
정렬 및 노출 장치
접촉형 (contact)
근접형 (proximity)
투사형 (projection) 1:1, 1:5, 1:10
