나노기술 및 정책 정보

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2020년 7월 중국과학원은 홈페이지를 통해 중국과학원 산하 "쑤저우(蘇州, 소주) 나노기술 및 나노 바이오닉스 연구소" 연구팀이 중국과학원 산하 "국가 나노 과학 센터"의 연구팀과 공동 연구를 통해 5나노 초고(超高) 정밀도의 리소그래피(lithography) 기술을 중점 소개하였음.

연구팀은 이번 연구에서 "초고 해상도 레이저 리소그래피 기술을 이용하여 5나노 갭 전극과 배열" 개발에 성공함으로써 ASML이 관련 기술을 독점하고 있던 국면을 전환시키고, 중국이 극자외선(Extreme Ultra-violet, EUV) 리소그래피 기계(EUV lithography machine)가 없이 5나노 칩을 제조할 수 있는 기술을 개발한 것임.

집적회로 라인 폭은 특정 공법에 의해 결정되는 리소그래피 최소 사이즈를 의미하는데 일반적으로 제시하고 있는 "28나노", "40나노"이며, 이런 사이즈는 주로 광원 파장과 수치 공경(孔徑)에 의해 결정되며, 마스크 상의 회로 판도(版圖) 크기도 리소그래피의 사이즈에 영향을 끼침.

현재 메인 스트림에 속하는 28나노, 40나노, 65나노 라인 폭 제조 프로세스는 모두 침윤식(浸潤式) 마이크로 영상 기술(파장은 134나노에 달함)을 사용하고 있지만 5나노라는 첨단 제조 과정에 도달하면 파장의 제한으로 인해 침윤식 마이크로 영상 기술은 더욱 정밀하고 미세한 제조 과정 수요를 충족시킬 수 없게 되어 극자외선 리소그래피 기계 탄생의 배경이 됨.

중국과학원 연구팀이 개발한 5나노 초고(超高) 정밀도 레이저 리소그래피 가공 방법의 주요 용도는 광 마스크 제조 방법의 집적회로 리소그래피 제조 과정에서 없어서는 안 되는 중요한 공정이며, 최소 라인 폭을 제한하는 보틀넥 중의 하나임. 현재 중국 내에서 제조되는 마스크 템플릿은 주로 중급, 저급 수준에 속하며, 장비 소재와 기술은 대부분 외국으로부터의 수입에 의존하고 있음.

초고(超高) 정밀도 레이저 리소그래피 가공 기술을 고 정밀도 마스크 템플릿 제조에 사용할 수 있게 된다면 중국의 마스크 템플릿 제조 수준을 향상시킬 수 있게 될 것이며, 기존의 리소그래피의 칩 라인 폭 축소에도 매우 유익할 것으로 전망됨.

연구팀이 개발한 기술은 완전히 독자적인 지적재산권을 보유하였고 원가 면에서도 기존의 리소그래피보다 낮은 수준에 머물기 때문에 밝은 산업화 전망을 가짐.

본 연구 성과는 ‘Nano Letters’ ("5nm Nano gap Electrodes and Arrays by a Super-resolution Laser Lithography") 지에 게재됨.