KR100500390B1 - 병렬 프로브를 이용한 나노 리소그래피 시스템 및 방법 - Google Patents

병렬 프로브를 이용한 나노 리소그래피 시스템 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100500390B1
KR100500390B1 KR10-2003-0035888A KR20030035888A KR100500390B1 KR 100500390 B1 KR100500390 B1 KR 100500390B1 KR 20030035888 A KR20030035888 A KR 20030035888A KR 100500390 B1 KR100500390 B1 KR 100500390B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
probe
substrate
nano
pattern
parallel
Prior art date
Application number
KR10-2003-0035888A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20040105046A (ko
Inventor
성우경
김원효
Original Assignee
전자부품연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 전자부품연구원 filed Critical 전자부품연구원
Priority to KR10-2003-0035888A priority Critical patent/KR100500390B1/ko
Publication of KR20040105046A publication Critical patent/KR20040105046A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100500390B1 publication Critical patent/KR100500390B1/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70383—Direct write, i.e. pattern is written directly without the use of a mask by one or multiple beams
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/7055—Exposure light control in all parts of the microlithographic apparatus, e.g. pulse length control or light interruption

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

본 발명은 병렬 프로브를 이용한 나노 리소그래피 시스템 및 방법에 관한 것으로, X와 Y방향으로 이동하며, 기판 상부에 나노 패턴을 형성할 수 있는 병렬 프로프가 형성되어 있는 프로브 리소 스캐너와; 상기 프로브 리소 스캐너를 제어하는 프로브 리소 컨트롤러와; 상기 나노 패턴 이외 영역의 기판 상부에 자외선을 노광시키는 자외선 노광기와; 상기 자외선 노광기를 제어하는 자외선 리소 컨트롤러로 구성된다.
따라서, 본 발명은 종래의 스캐닝 프로브 리소그래피가 생산성이 낮다는 단점을 해결하고 프로브 리소그래피 고속화를 구현할 수 있으며, 또한 다수의 프로브를 이용한 프로브 리소그래피에서의 프로브들 사이의 경계선 문제를 해결할 수 있는 효과가 있다.
더불어, 본 발명은 나노 소자의 대량생산을 가능하게 하는 생산성을 확보할 수 있으며, 프로브 팁에 의한 저에너지 전류에 의한 리소그래피를 가능하게 함으로써 수 나노미터의 패터닝을 가능하게 하여, 기존의 반도체 성능을 획기적으로 향상시키는 나노 소자의 제조가 가능한 효과가 있다.

Description

병렬 프로브를 이용한 나노 리소그래피 시스템 및 방법{Nano lithography system and method using parallel probe}
본 발명은 병렬 프로브를 이용한 나노 리소그래피 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 종래의 스캐닝 프로브 리소그래피가 생산성이 낮다는 단점을 해결하고 프로브 리소그래피 고속화를 구현할 수 있으며, 또한 다수의 프로브를 이용한 프로브 리소그래피에서의 프로브들 사이의 경계선 문제를 해결할 수 있는 병렬 프로브를 이용한 나노 리소그래피 시스템 및 방법에 관한 것이다.
최근, 반도체 산업의 발전으로 리소그래피 기술에서도 100 nm 이하의 아주 작은 패턴을 구현할 수 있는 나노 리소그래피 기술에 대한 요구가 크게 증대하고 있다.
차세대 반도체 기술과 나노 기술의 발전을 위해서도 나노 리소그래피는 중요하다.
현재, 반도체 산업에서 사용되고 있는 자외선 등 빛을 이용한 광 리소그래피 기술은 빛의 회절 때문에 패턴의 크기를 최소화하는데 한계가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 개발되고 있는 차세대 리소그래피 기술에는 전자빔과 X-ray를 이용하는 리소그래피 기술과 AFM(Atomic Force Microscopy, 원자현미경)의 기술을 이용한 프로브 리소그래피 기술이 있다. 그러나, 이러한 차세대 리소그래피 기술에는 다음과 같은 문제점이 있다.
전자빔과 X-ray 리소그래피 시스템은 복잡하고 장치의 가격이 고가이며, 단일 빔으로 패턴을 그리므로 생산속도가 매우 느린 단점이 있다.
그리고, 프로브 리소그래피 시스템은 장치가 복잡하지 않고 경제적이나, 전자빔과 X-ray 리소그래피와 마찬가지로 생산속도가 느리다는 문제점이 있다.
이러한 프로브 리소그래피 기술은 생산성 향상을 위해 여러개의 캔틸레버 어레이를 사용한 병렬 프로브 기술이 제안되었다.
AFM이나 STM 기술을 이용하여 하나의 프로브가 패턴을 만들어 주기 위하여 웨이퍼 전면을 스캐닝할 경우, 리소그래피 시간은 매우 큰 시간인 t 가 걸린다면, 여러 개(n 개)의 프로브가 동시에 동작하면 t/n의 시간으로 줄어들게 된다.
즉, 병렬 프로브를 이용하여 스캐닝 프로브 리소그래피를 수행하면 프로브의 개수에 비례하여 생산성이 향상된다.
도 1은 일반적인 프로브가 병렬로 일차원 어레이된 상태를 도시한 평면도로서, 기판(100) 상부에 고정된 지지부(110)의 일측에서 복수개의 프로브(120)들이 연장되어 있고, 상기 프로브(120)는 상기 기판(100)으로부터 부상된 캔틸레버(121)와 그 캔틸레버(121)의 선단에 형성된 팁(122)으로 구성된다.
이러한, 병렬 프로브가 스캐닝하는 방법은 라스터 스캐닝을 사용하며 라스터 스캐닝은 도 2와 같이 전체 면적을 차례로 주사하면서 패턴을 그리고 싶은 픽셀의 위치에서 프로브의 기능을 온(On) 상태로 하여 패터닝을 하는 방법이다.
즉, 도 2에 도시된 바와 같이, "프"자의 패턴을 그리기 위해서는 화살표 방향으로 주사를 하면서 패턴이 그려지는 위치에 왔을 때, 온(On)시키고 패턴의 위치에서 벗어났을 때 오프(Off)시켜 패터닝한다.
도 3은 일반적인 일차원 병렬 프로브로 웨이퍼 전면을 라스터 스캐닝하여 패터닝하는 방법을 도시한 도면으로서, 여기서는 한 개의 프로브가 아닌 일렬로 배열되어 있는 여러 개의 프로브, 즉 일차원 병렬 프로브(210)로 동시에 웨이퍼(200)를 라스터 스캐닝한다.
이런, 일차원 병렬 프로브(210)가 웨이퍼를 스캐닝할 때, 패턴이 그려져야 할 픽셀에서는 프로브가 온(On)될 수 있도록, 각각의 프로브는 독립적으로 스위칭 제어가 된다.
그리고, 일차원 병렬 프로브(210)의 경우에는 y방향으로 끝까지 스캐닝하여 패터닝을 종료한다.
도 3에서 거리 'd'는 프로브 한 개가 x 방향으로 스캐닝해야 할 거리이며, 이 거리 'd'는 프로브의 개수가 많을수록 작아지고, 리소그래피 속도가 빨라진다.
도 4는 일반적인 이차원 병렬 프로브로 웨이퍼 전면을 라스터 스캐닝하여 패터닝하는 방법을 도시한 도면으로서, 이차원 병렬 프로브(220)는 열과 행으로 복수개의 프로브들이 배열되어 있다.
이차원 병렬 프로브(220)는 도 3의 일차원 병렬 프로브(210)보다 프로브의 개수가 많아 리소그래피 속도가 더 증가하게 된다.
이런 이차원 병렬 프로브를 사용하여 웨이퍼 전면을 라스터 스캐닝하면 각각의 프로브가 스캐닝해야 할 영역의 수는 전체 패터닝 영역의 면적을 프로브 수로 나눈 값과 같다.
따라서, 한 개의 프로브가 담당해야할 영역의 크기가 정해지게 된다.
예를 들어, 이차원 병렬 프로브가 32 X 32 어레이이면, 프로브의 개수는 1024개가 된다.
그리고, 웨이퍼의 전체 패터닝 영역의 크기가 100 mm X 100 mm라고 가정하고 리소그래피 속도를 계산하면 다음과 같다.
먼저, 각각의 프로브가 패터닝해야 할 영역은 도 4에 도시된 바와 같이, dx X dy로 3.125 mm X 3.125 mm의 면적이다.
그리고, 프로브의 스캐닝 속도를 1 mm/s라 하고 선폭을 50nm라 하면 리소그래피를 완료하는데 걸리는 시간은 54시간이다.
따라서, 일차원 병렬 프로브보다 리소그래피 속도가 빠른 이차원 병렬 프로브도 나노소자의 제조공정에 적용하기에는 처리속도가 너무 느리다. 이러한, 문제점을 해결하기 위해서 병렬 프로브에서 프로브의 개수를 늘리려는 기술개발이 진행되고 있다.
나노 소자의 제조 생산성 향상을 위하여 리소그래피를 고속화하기 위해서는 주어진 스캐닝 속도와 선폭에서 프로브의 개수를 늘리는 방법이 유일하다.
그렇지만, 현실적으로 프로브의 개수를 늘리는 방법은 병렬 프로브를 제조하는 기술에 의해서 제한된다.
즉, 병렬 프로브는 일반적으로 마이크로머시닝 공정에 의해서 제조되며, 각각의 프로브에는 프로브와 웨이퍼 사이의 간격을 감지할 수 있는 마이크로 센서와 감지된 간격을 일정하게 유지하기 위해서 높이를 조절할 수 있는 마이크로 액추에이터, 그리고 센싱과 구동을 처리할 수 있는 회로로 구성되어 있다.
이러한 여러 가지 요소들이 집적화되어야 하므로 병렬 프로브의 제조 공정상 프로브의 개수를 늘리기가 어렵다.
더불어, 센서와 액추에이터를 집적화하여 마이크로 구조물을 만들더라도 센서의 신호를 읽고, 액추에이터를 구동하고, 리소그래피를 수행하기 위한 신호선들의 연결은 프로브의 개수가 늘어남에 비례하여 복잡하게되므로, 이러한 신호선들의 연결과 처리가 다수의 이차원 병렬프로브를 제작하는 것을 어렵게 하고 있다.
게다가, 프로브 개수가 많아지면, 하나의 패턴을 두 개 이상의 프로브가 나누어서 리소그래피를 하여 패터닝을 해야 한다.
예를 들면, A와 B라는 두 개의 프로브가 하나의 패턴을 리소그래피를 할 때, A가 리소그래피를 수행한 영역과 B가 리소그래피를 수행한 영역이 만나는 경계선에서는 패턴이 정확하게 일치하지 못하는 문제점이 있다.
그러므로, 각각의 프로브가 나노미터 크기 범위에서 정확하고 균일한 분포로 배열되는 병렬 프로브를 제조하는 데는 현실적으로 불가능하다.
이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 종래의 스캐닝 프로브 리소그래피가 생산성이 낮다는 단점을 해결하고 프로브 리소그래피 고속화를 구현할 수 있으며, 또한 다수의 프로브를 이용한 프로브 리소그래피에서의 프로브들 사이의 경계선 문제를 해결할 수 있는 병렬 프로브를 이용한 나노 리소그래피 시스템 및 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 나노 소자의 대량생산을 가능하게 하는 생산성을 확보할 수 있으며, 프로브 팁에 의한 저에너지 전류에 의한 리소그래피를 가능하게 함으로써 수 나노미터의 패터닝을 가능하게 하여, 기존의 반도체 성능을 획기적으로 향상시키는 나노 소자의 제조가 가능한 병렬 프로브를 이용한 나노 리소그래피 시스템 및 방법을 제공하는 데 있다.
상기한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 바람직한 양태(樣態)는, X와 Y방향으로 이동하며, 기판 상부에 나노 패턴을 형성할 수 있는 병렬 프로프가 형성되어 있는 프로브 리소 스캐너와;
상기 프로브 리소 스캐너를 제어하는 프로브 리소 컨트롤러와;
상기 나노 패턴 이외 영역의 기판 상부에 자외선을 노광시키는 자외선 노광기와;
상기 자외선 노광기를 제어하는 자외선 리소 컨트롤러로 구성된 병렬 프로브를 이용한 나노 리소그래피 시스템이 제공된다.
상기한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 바람직한 다른 양태(樣態)는, X와 Y방향으로 이동할 수 있는 프로브 리소 스캐너에 고정된 병렬 프로브 하부에 나노 패턴을 형성할 기판의 상부를 위치시키는 제 1 단계와;
상기 프로브 리소 스캐너를 X와 Y방향으로 이동시켜 상기 병렬 프로브로 상기 기판 상부에 나노 패턴을 형성하는 제 2 단계와;
상기 나노 패턴이 형성된 기판을 자외선 노광기의 하부에 위치시키고, 상기 나노 패턴 이외 영역의 기판 상부를 자외선으로 노광시키는 제 3 단계로 구성된 병렬 프로브를 이용한 나노 리소그래피 방법이 제공된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 병렬 프로브를 이용한 나노 리소그래피 방법은 종래의 라스터 스캐닝 방법을 이용하면 생산속도가 매우 느리므로, 패턴을 형성할 기판에 나노미터 크기의 리소그래피가 필요한 나노 영역과 그렇지 않은 영역으로 나누어서, 나노 영역은 벡터 스캐닝 방법으로 프로브 리소그래피를 수행하고, 그 외의 영역은 자외선을 이용한 광 리소그래피를 이용하여 노광하는 방법이다.
이러한 방법을 이용하면, 나노미터 크기의 리소그래피가 필요하지 않은 많은 면적을 광 리소그래피가 대신하여 나노 리소그래피가 실제 필요한 작은 나노 영역만을 프로브 리소그래피를 하게 됨으로써 그 생산속도가 매우 크게 된다.
또한, 실제 개발되고 있는 단전자 트랜지스터, 양자점 소자 등의 나노소자에 있어 나노미터 크기의 패턴은 소자 전체 패턴에서 극히 작은 면적을 차지하는 영역이므로, 실제 프로브 리소그래피가 담당해야 할 영역이 매우 작아 전체 리소그래피에 걸리는 시간이 매우 작아져서 리소그래피 속도의 고속화가 가능하다.
이하, 본 발명의 이차원 병렬 프로브를 이용한 나노 리소그래피 방법을 구현하기 위한 하나의 실시예를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 5는 본 발명에 따른 병렬 프로브를 이용한 나노 리소그래피 시스템으로 나노 리소그래피 공정을 수행하는 상태를 도시한 도면으로서, 먼저, 본 발명에 따른 병렬 프로브를 이용한 나노 리소그래피 시스템은 기판 상부에 나노 패턴을 형성할 수 있는 병렬 프로프가 형성되어 있으며, X와 Y방향으로 이동할 수 있는 프로브 리소 스캐너(310)와; 상기 프로브 리소 스캐너(310)를 제어하는 프로브 리소 컨트롤러(320)와; 상기 나노 패턴 이외 영역의 기판 상부에 자외선을 노광시키는 자외선 노광기(330)와; 상기 자외선 노광기(330)를 제어하는 자외선 리소 컨트롤러(340)로 구성된다.
이렇게 구성된 나노 리소그래피 시스템으로 나노 리소그래피를 수행하는 방법은 먼저, 상기 프로브 리소 스캐너(310)의 병렬 프로브 하부에 기판 상부를 위치시킨다.
그 후, 상기 프로브 리소 스캐너(310)와 전기적으로 연결된 프로브 리소 컨트롤러(320)에서 상기 프로브 리소 스캐너(310)로 제어하는 신호를 출력시키면, 상기 프로브 리소 스캐너(310)는 상기 제어 신호에 의해서 나노 패턴 형상을 따라 X와 Y방향으로 이동하여 상기 병렬 프로브로 하여금 상기 기판 상부에 나노 패턴을 형성하게 한다.
여기서, 상기 병렬 프로브는 상기 프로브 리소 스캐너(310)에 고정되고 부상되며 선단에 팁이 각각 형성된 복수개의 캔틸레버들로 구성된다.
그리고, 상기 병렬 프로브로 기판 상부에 나노 패턴을 형성하는 방법은, 상기 기판 상부에 감광막이 형성되어 있는 경우, 상기 병렬 프로브는 캔틸레버들의 팁에서 방출되는 저에너지 전류에 의하여 감광막을 변화시켜 나노 패턴을 형성한다.
또한, 상기 기판 상부에 감광막이 형성되어 있고, 상기 팁이 NSOM(Near-field Scanning Optical Microscopy)용 팁인 경우, 팁에서 방출되는 광을 이용하여 감광막에 나노 패턴을 형성한다.
게다가, 상기 기판 상부에 감광막이 형성되어 있지 않고, 기판이 실리콘 기판이거나 기판 상부에 금속층이 형성되어 있는 경우, 실리콘 기판 또는 금속층에 강한 전기장이 인가된 팁으로 패턴이 형성될 영역을 산화시켜 나노 패턴을 형성한다.
더불어, 상기 기판 상부에 감광막이 형성되어 있지 않은 경우는, 병렬 프로브의 팁들 중, 나노패턴을 그릴 팁에 감광 용액을 묻혀 기판에 나노패턴을 형성한다.
이렇게 나노 패턴이 기판 상에 형성되면, 그 다음, 상기 나노 패턴이 형성된 기판을 자외선 노광기(330)의 하부에 위치시키고, 상기 나노 패턴 이외 영역의 기판 상부를 자외선으로 노광시킨다.
이 때, 상기 기판상에 형성된 나노 패턴과 동일한 형상의 개구가 형성된 마스크(350)를 상기 기판과 정렬시킨 다음, 상기 자외선 노광기(330)로 상기 나노 패턴 이외 영역의 기판 상부를 노광시킬 수도 있다.
그리고, 상기 자외선 노광기(330)의 노광시간, 세기 등의 조건을 상기 자외선 리소 컨트롤러(340)가 제어한다.
한편, 상기 프로브 리소 스캐너(310)의 병렬 프로브는 기판과 일정거리 이격되어 있어야 한다.
이 때, 병렬 프로브와 기판이 일정한 간격을 유지하기 위해서는 병렬 프로브의 각각의 캔틸레버에 형성된 마이크로 액추에이터에 의해서 피드백시키고, 이 피드백된 신호로 마이크로 엑추에이터를 제어하여 각각의 캔틸레버의 팁과 기판과의 간격을 일정하게 유지시킨다.
즉, 상기 복수개의 캔틸레버 각각에는, 프로브와 기판 사이의 간격을 감지할 수 있는 마이크로 센서와, 상기 마이크로 센서에서 감지된 간격을 일정하게 유지하기 위해서 높이를 조절할 수 있는 마이크로 액추에이터가 더 형성되어 있으며, 상기 마이크로 센서와 마이크로 엑추에이터를 제어하는 제어부가 더 구비되어 있는 것이 바람직하다.
전술된 나노 패턴을 형성할 기판은 웨이퍼 이송장치를 통해서, 상기 프로브 리소 스캐너(310)에서 상기 자외선 노광기(330)로 이송되는 것이 바람직하다.
그리고, 프로브 리소그래피를 수행한 후에 자외선 리소그래피를 수행하는 방법의 순서를 바꾸어, 먼저 자외선 리소그래피를 수행한 후에 프로브 리소그래피를 수행하는 방법도 가능하다.
그러므로, 본 발명은 벡터 스캐닝 방법은 도 6과 같이 나노 패턴의 선을 따라 패터닝해야 하는 픽셀 부분만 스캐닝하는 벡터 스캐닝 방법을 고용하여, 종래의 전 영역을 모두 순차적으로 스캐닝하면서 패터닝 픽셀에서 온(On) 상태로 전환해주는 라스터 스캐닝 방법에 비하여 리소그래피 속도가 더 빠르다.
이상 상술한 바와 같이, 본 발명은 종래의 스캐닝 프로브 리소그래피가 생산성이 낮다는 단점을 해결하고 프로브 리소그래피 고속화를 구현할 수 있으며, 또한 다수의 프로브를 이용한 프로브 리소그래피에서의 프로브들 사이의 경계선 문제를 해결할 수 있는 효과가 있다.
더불어, 본 발명은 나노 소자의 대량생산을 가능하게 하는 생산성을 확보할 수 있으며, 프로브 팁에 의한 저에너지 전류에 의한 리소그래피를 가능하게 함으로써 수 나노미터의 패터닝을 가능하게 하여, 기존의 반도체 성능을 획기적으로 향상시키는 나노 소자의 제조가 가능한 효과가 있다.
본 발명은 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
도 1은 일반적인 프로브가 병렬로 일차원 어레이된 상태를 도시한 평면도
도 2는 일반적인 라스터 스캐닝하는 방법을 도시한 도면
도 3은 일반적인 일차원 병렬 프로브로 웨이퍼 전면을 라스터 스캐닝하여 패터닝하는 방법을 도시한 도면
도 4는 일반적인 이차원 병렬 프로브로 웨이퍼 전면을 라스터 스캐닝하여 패터닝하는 방법을 도시한 도면
도 5는 본 발명에 따른 병렬 프로브를 이용한 나노 리소그래피 시스템으로 나노 리소그래피 공정을 수행하는 상태를 도시한 도면
도 6은 본 발명에 따른 나노 패턴의 선을 따라 패터닝해야 하는 픽셀 부분만 스캐닝하는 벡터 스캐닝 방법을 도시한 도면
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
310 : 프로브 리소 스캐너 320 : 프로브 리소 컨트롤러
330 : 자외선 노광기 340 : 자외선 리소 컨트롤러
350 : 마스크

Claims (12)

  1. X와 Y방향으로 이동하며, 기판 상부에 나노 패턴을 형성할 수 있는 병렬 프로프가 형성되어 있는 프로브 리소 스캐너와;
    상기 프로브 리소 스캐너를 제어하는 프로브 리소 컨트롤러와;
    상기 나노 패턴 이외 영역의 기판 상부에 자외선을 노광시키는 자외선 노광기와;
    상기 자외선 노광기를 제어하는 자외선 리소 컨트롤러로 구성된 병렬 프로브를 이용한 나노 리소그래피 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 병렬 프로브는,
    상기 프로브 리소 스캐너에 고정되고 부상되며 선단에 팁이 각각 형성된 복수개의 캔틸레버들로 구성된 것을 특징으로 하는 병렬 프로브를 이용한 나노 리소그래피 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수개의 캔틸레버 각각에는, 프로브와 기판 사이의 간격을 감지할 수 있는 마이크로 센서와, 상기 마이크로 센서에서 감지된 간격을 일정하게 유지하기 위해서 높이를 조절할 수 있는 마이크로 액추에이터가 더 형성되어 있으며,
    상기 마이크로 센서와 마이크로 엑추에이터를 제어하는 제어부가 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 병렬 프로브를 이용한 나노 리소그래피 시스템.
  4. X와 Y방향으로 이동할 수 있는 프로브 리소 스캐너에 고정된 병렬 프로브 하부에 나노 패턴을 형성할 기판의 상부를 위치시키는 제 1 단계와;
    상기 프로브 리소 스캐너를 X와 Y방향으로 이동시켜 상기 병렬 프로브로 상기 기판 상부에 나노 패턴을 형성하는 제 2 단계와;
    상기 나노 패턴이 형성된 기판을 자외선 노광기의 하부에 위치시키고, 상기 나노 패턴 이외 영역의 기판 상부를 자외선으로 노광시키는 제 3 단계로 구성된 병렬 프로브를 이용한 나노 리소그래피 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 단계에서 나노 패턴을 형성하는 것은,
    형성할 나노 패턴의 선을 따라 패터닝해야 하는 기판 상부의 픽셀 부분만 스캐닝하는 벡터 스캐닝 방법을 이용하여 나노 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 병렬 프로브를 이용한 나노 리소그래피 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 3 단계는,
    상기 기판 상에 형성된 나노 패턴과 동일한 형상의 개구가 형성된 마스크를 상기 기판 상부에 정렬시킨 다음, 상기 자외선 노광기로 상기 나노 패턴 이외 영역의 기판 상부를 노광시키는 것을 특징으로 하는 병렬 프로브를 이용한 나노 리소그래피 방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 병렬 프로브는,
    상기 프로브 리소 스캐너에 고정되고 부상되며 선단에 팁이 각각 형성된 복수개의 캔틸레버들로 구성된 것을 특징으로 하는 병렬 프로브를 이용한 나노 리소그래피 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 단계의 상기 병렬 프로브로 기판 상부에 나노 패턴을 형성하는 방법은,
    상기 기판 상부에 감광막이 형성되어 있는 경우, 상기 병렬 프로브에 있는 캔틸레버들의 팁에서 방출되는 저에너지 전류에 의하여 감광막을 변화시켜 나노 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 병렬 프로브를 이용한 나노 리소그래피 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 단계의 상기 병렬 프로브로 기판 상부에 나노 패턴을 형성하는 방법은,
    상기 기판 상부에 감광막이 형성되어 있고, 상기 팁이 NSOM(Near-field Scanning Optical Microscopy)용 팁인 경우, 상기 팁에서 방출되는 광을 이용하여 감광막에 나노 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 병렬 프로브를 이용한 나노 리소그래피 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 단계의 상기 병렬 프로브로 기판 상부에 나노 패턴을 형성하는 방법은,
    상기 기판 상부에 감광막이 형성되어 있지 않고, 기판이 실리콘 기판이거나 기판 상부에 금속층이 형성되어 있는 경우, 실리콘 기판 또는 금속층에 강한 전기장이 인가된 팁으로 패턴이 형성될 영역을 산화시켜 나노 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 병렬 프로브를 이용한 나노 리소그래피 방법.
  11. 제 7 항에 있어서, 상기 제 2 단계의 상기 병렬 프로브로 기판 상부에 나노 패턴을 형성하는 방법은,
    상기 기판 상부에 감광막이 형성되어 있지 않은 경우, 병렬 프로브의 팁들 중, 나노패턴을 그릴 팁에 감광 용액을 묻혀 기판에 나노패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 병렬 프로브를 이용한 나노 리소그래피 방법.
  12. 프로브 리소 스캐너를 X와 Y방향으로 이동시켜 상기 병렬 프로브로 상기 기판 상부에 나노 패턴을 형성하는 제 1 단계와;
    X와 Y방향으로 이동할 수 있는 프로브 리소 스캐너에 고정된 병렬 프로브 하부에 나노 패턴을 형성할 기판의 상부를 위치시키는 제 2 단계와;
    상기 나노 패턴이 형성된 기판을 자외선 노광기의 하부에 위치시키고, 상기 나노 패턴 이외 영역의 기판 상부를 자외선으로 노광시키는 제 3 단계로 구성된 병렬 프로브를 이용한 나노 리소그래피 방법.
KR10-2003-0035888A 2003-06-04 2003-06-04 병렬 프로브를 이용한 나노 리소그래피 시스템 및 방법 KR100500390B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2003-0035888A KR100500390B1 (ko) 2003-06-04 2003-06-04 병렬 프로브를 이용한 나노 리소그래피 시스템 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2003-0035888A KR100500390B1 (ko) 2003-06-04 2003-06-04 병렬 프로브를 이용한 나노 리소그래피 시스템 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20040105046A KR20040105046A (ko) 2004-12-14
KR100500390B1 true KR100500390B1 (ko) 2005-07-18

Family

ID=37380209

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2003-0035888A KR100500390B1 (ko) 2003-06-04 2003-06-04 병렬 프로브를 이용한 나노 리소그래피 시스템 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100500390B1 (ko)

Also Published As

Publication number Publication date
KR20040105046A (ko) 2004-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6313905B1 (en) Apparatus and method for defining a pattern on a substrate
Tseng et al. Electron beam lithography in nanoscale fabrication: recent development
US7504268B2 (en) Adaptive shape substrate support method
US8603381B2 (en) Nanotemplate arbitrary-imprint lithography
US6870172B1 (en) Maskless reflection electron beam projection lithography
US7342238B2 (en) Systems, control subsystems, and methods for projecting an electron beam onto a specimen
JP5744564B2 (ja) 描画装置、描画方法、および、物品の製造方法
Kaestner et al. Advanced electric-field scanning probe lithography on molecular resist using active cantilever
US20040119490A1 (en) Parallel, individually addressable probes for nanolithography
US8760626B2 (en) Focus detection apparatus for projection lithography system
KR20040021592A (ko) 리소그래피 방법 및 리소그래피 시스템
WO2007102987A1 (en) Method und apparatus for rapid printing of near-field and imprint lithographic features
WO2007133346A2 (en) Imprint lithography method and system
US20110084417A1 (en) Large area linear array nanoimprinting
JP2001527701A (ja) マイクロカラムアレイを使用する半導体ダイの直接描画方法及び装置
US6936831B2 (en) Divided reticles for charged-particle-beam microlithography apparatus, and methods for using same
US20020021428A1 (en) Charged-particle-beam microlithography stage including actuators for moving a reticle or substrate relative to the stage, and associated methods
KR100500390B1 (ko) 병렬 프로브를 이용한 나노 리소그래피 시스템 및 방법
Gil et al. Parallel maskless optical lithography for prototyping, low-volume production, and research
US20120255073A1 (en) Scanning probe lithography apparatus and method, and material accordingly obtained
Yu et al. Fabrication of 30 nm pitch imprint moulds by frequency doubling for nanowire arrays
US7141808B2 (en) Device and method for maskless AFM microlithography
US20030010933A1 (en) Mark-detection methods and charged-particle-beam microlithography methods and apparatus comprising same
JPH10313008A (ja) 微細パターンの形成方法及び該微細パターンを有する電気素子
Zhang et al. Passive and active probe arrays for dip-pen nanolithography

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20100201

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee