일반기술

원자력 힘 현미경 리소그래피를 이용하여 높은 종횡비를 갖는 나노 구조물을 고속으로 형성시키는 방법

본 발명은 원자력 힘 현미경(atomic force microscope, AFM) 리소그래피를 이용하여 높은 종횡비를 갖는 나노 구조물을 고속으로 형성시키는 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 탐침과 기판 사이의 분위기 온도를 30 ～ 100 ℃로 유지시킨 접촉형 또는 반-접촉형 원자력 힘 현미경을 사용하거나 또는 탐침과 기판 사이에 실효치가 1 ～ 20 V인 교류 바이어스 전압이 인가된 반-접촉형 원자력 힘 현미경을 이용하여 리소그래피를 수행함으로써 종횡비(aspect ratio)가 높은 나노 구조물을 형성시킬 수 있고, 이 방법을 고속 리소그래피에 적용하면 고속으로 종횡비가 높은 나노 구조물을 제작할 수 있는, 원자력 힘 현미경 리소그래피를 이용하여 높은 종횡비를 갖는 나노 구조물을 고속으로 형성시키는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 의해 종횡비가 높은 나노 구조물이 촘촘히 배열된 반도체 소자 등의 리소그래피가 가능하고 소자의 소형화 및 AFM 리소그래피의 고속화를 달성할 수 있을 뿐만 아니라 수 nm의 선폭을 유지하면서 에칭 깊이가 증가된 마이크로머신(MEMS) 구조물을 제작할 수 있다.본 발명의 원자력 힘 현미경 리소그래피를 이용하여 높은 종횡비를 갖는 나노 구조물을 고속으로 형성시키는 방법은 탐침과 기판 사이의 분위기 온도를 30 ～ 100 ℃로 유지시킨 접촉형 또는 반-접촉형 원자력 힘 현미경을 사용하거나 또는 탐침과 기판 사이에 실효치가 1 ～ 20 V인 교류 바이어스 전압이 인가된 반-접촉형 원자력 힘 현미경을 이용하여 리소그래피를 수행함으로써 기존 기술로는 높이가 1 ～ 5 nm이고 폭이 10 ～ 500 nm였던 나노 구조물을 높이가 7 ～ 30 nm이고 폭이 10 ～ 300 nm인 나노 구조물로 제작함으로써 종횡비가 높은 나노 구조물을 제조할 수 있다.본 발명에 의해 칩의 크기가 점점 고집적화 및 초 소형화됨에 따라 소자의 패턴 밀도의 증가가 요구되는 현실 속에서 이를 충족시킬 수 있는 나노 수준의 구조물이 수 nm 간격으로 촘촘히 배열된 반도체 소자 등을 제조할 수 있으며, 에칭 깊이가 증가된 마이크로머신 구조물 및 마스크 등을 제작할 수 있는 현저한 효과가 있다. 즉, 메모리 소자 등의 소형화 및 리소그래피의 고속화가 가능해질 수 있다.