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중성입자 빔을 사용하는 톱다운 식각 프로세스

전문가 제언: ○ 플라스마 프로세스의 진보는 반도체 디바이스의 미세화와 고집적화를 촉진시키는 데 크게 기여하였다. 그러나 반도체 디바이스가 10nm 영역에 들어가게 되면 플라스마 식각은 스파터링(sputtering)에 따른 전하(전자, 이온)축적 및 방사광(자외선)에 의한 결함생성으로 정밀식각이 어려우며, 디바이스의 특성도 열화되는 문제에 직면할 것이다.

○ 현재 실리콘 집적회로 디바이스는 이미 100nm 이하의 세대에 들어와 있으며, 2020년경에는 트랜지스터 개발도 물리적 한계에 도달할 것으로 많은 과학자가 지적하고 있다. 따라서 양자효과의 원리 등을 이용하는 새로운 고집적화, 고속화 디바이스 개발이 추진되고 있는데, 플라스마를 이용한 현재의 톱다운(top-down) 가공기술은 10nm 정도가 가공의 한계이므로 더 이상의 디바이스 고집적화가 어렵다.

○ 초고집적화, 고속화 디바이스를 개발하기 위해서는 플라스마 식각 프로세스에서 일어나는 전하축적 및 자외선에 의한 손상억제가 절대적으로 필요하다. 따라서 플라스마 식각에서 문제가 되고 있는 식각 표면의 전하축적 및 표면과 계면에서의 결함생성을 억제하기 위한 기술개발이 요구되는데, 중성입자를 이용하는 방안이 해결 방법의 하나로 적극적으로 검토할 필요가 있다.

○ 중성입자 빔을 이용한 식각은 연구개발 단계에서는 만족할 만한 성과를 얻고 있으며, 여러 나라에서 기술 개발을 위해 강력하게 연구를 추진하고 있다. 따라서 반도체 제조 강국인 우리나라도 앞으로 계속 기술 강국의 지위를 유지하기 위해서는 중성입자 빔을 이용하는 식각 연구를 강력하게 추진해야 할 것이다.

저자: SAMUKAWA Seiji
자료유형: 학술정보