일반기술

50 nm급 나노임프린트 리소그래피 공정 및 장비기술

- 본 기술은 50 nm급 나노패턴닝이 가능한 자외선 나노임프린트 공정과 이에 필요한 공정장비기술임. 다중패턴스탬프(Elementwise Patterned Stamp, EPS)를 사용하는 싱글스텝(Single-step)과 스텝-엔-리피트(Step-and-Repeat) 자외선 나노임프린트공정기술로 나누어지며, 이는 대기압 상에서 대면적(5인치 이상 크기)의 스탬프를 사용한 자외선 나노임프린트 공정이 가능한 기술임. 다중패턴스탬프는 기존의 평평한 스탬프와 달리 스탬프 표면에 공기 배출이 가능한 채널이 각 소자 영역사이에 존재하여 대기 분위기에서의 대면적 임프린트가 가능하게 함.- 본 기술은 전 세계적으로 10년 내 3,000에서 3,500억불 규모의 시장이 예상되는 (미국 국가과학재단(NSF: National Science Foundation) 자료) 나노기술 응용 메모리, 차세대 디스플레이의 제작에 적용될 수 있다. 특히, 마이크로 크기 패턴닝만이 가능하고 수입에 의존했던 기존의 마스크 얼라이너(mask aligner)를 대체하여 나노바이오 및 NEMS 제품을 경제적으로 생산할 수 있는 가장 가능성 있는 기술로 기대됨. - 본 기술은 50 nm 이하 패턴을 경제적으로 생산할 수 있는 기술로 이 기술이 양산에 적용될 경우 기존의 반도체 및 바이오 센서를 포함한 NEMS 제품의 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있음. - 기존의 상용화 장비들과 비교하여 본 특허기술을 활용한 공정장비는 대기 또는 저진공환경에서 대면적 스탬프를 사용한 정렬작업과 임프린트공정이 가능하면서 제작 단가가 상대적으로 낮아 가격경쟁력이 있는 것이 특징임. - 유사한 공정을 구현할 수 있는 기존의 국내외 공정과 비교하여 10배 이상의 생산성 향상과 50%이상의 장비 제작 단가 절감이 기대됨.1) 기존 공정 (자외선 나노임프린트 리소그래피 공정) 특징 - 스탬프: 평평한 스탬프 표면에 나노패턴이 존재함 - 스텝-엔-리피트 방식: 대기압 상에서 1인치 이하 크기 스탬프를 사용하는 스텝-엔-리피트 자외선 나노임프린트공정기술 - 싱글-스텝 방식: 진공환경에서 5 인치이상 크기 스탬프를 사용하는 자외선 나노임프린트공정기술2) 개발기술 (다중패턴스탬프를 이용한 나노임프린트 리소그래피공정) 특징 - 스탬프: 스탬프 표면에 공기 배출이 가능한 채널이 각 소자 영역사이에 존재. 나노구조물은 각 소자영역 상에 존재함 - 스텝-엔-리피트 방식: 대기압 상에서 1인치 이하 크기 스탬프를 사용하는 스텝-엔-리피트 자외선 나노임프린트공정기술 - 싱글-스텝 방식: 진공환경에서 5 인치이상 크기 스탬프를 사용하는 자외선 나노임프린트공정기술3) 개발 기술의 우수성 - 스탬프: 대기압 상에서 대면적 스탬프의 사용이 가능함. - 스텝-엔-리피트 방식: 8인치 웨이퍼 공정 기준, 10배 이상의 생산성 향상이 가능, 12인치 웨이퍼 공정에 적용할 경우 수십배의 생산성 향상 가능 - 싱글-스텝 방식: 진공 장치가 필요 없어 장비 단가를 낮출 수 있으며 다층정렬작업이 용이함