GFIS 탑재 미세 가공기 설치 :: Today

- GFIS(전계 전리 가스 이온원) 탑재 미세 가공기를 설치 / 집속 이온 빔에 의한 세계 최고 레벨의 미세 가공이 호쿠리쿠(Hokuriku, 北陸) 첨단 과학기술 대학원 대학(Japan Advanced Institute of Science And Technology, 이하 JAIST)에서 가능 / 수십 나노미터(nm) 사이즈의 초미세 구조 제작이 용이하게 되어 전자 물성의 기초 연구가 촉진 / 미세 전자 디바이스의 연구로부터 완전히 새로운 기능을 가진 전자 디바이스의 탄생을 기대 -

JAIST 그린 디바이스 연구 센터, 나노 머터리얼 테크놀로지 센터와 머터리얼 사이언스 연구과 연구 그룹은 집속 가스 이온 빔(GFIS) 미세 가공기의 설치를 완료하였다. 미세 가공을 목적으로 질소 이온 빔을 이용한 GFIS 탑재 이온 빔 장치로서는 세계에서 처음으로 대학에 설치된다.

설치된 미세 가공기는 주식회사 히타치 하이테크 사이언스(Hitachi Hi-tech Science)에 의해 개발된 것으로, 반도체 제조용 마스크 수정 장치로서 최소 가공 치수 10 nm(1 nm= 100만분의 1 mm, 0.000001 mm, 0.001μm), 수정 정밀도 2 nm의 가공 능력을 가지고 있다.

집속(集束) 가스 이온 빔(주 1)에 의한 미세 가공은 이온 빔을 직접 재료에 조사(照射)하고 가공하는 것으로 일반적인 리소그래피 기술로 이용되는 레지스터 프로세스(resister process)(주 2)를 사용하지 않기 때문에 간편하고 단시간에 가공을 실시할 수 있다. 최소 가공 치수는 기존의 집속 이온 빔 장치와 비교하여도 약 1/5이며 직접 가공을 하는 기술로서는 세계 최고 레벨의 가공을 실현할 수 있다고 한다.

JAIST 그린 디바이스 연구 센터에서는 액체 프로세스를 이용한 획기적인 자원 절약?에너지 절약 기술에 의해 전자 디바이스를 작성하는 연구 개발을 추진하고 있다. 또한 나노 머터리얼 테크놀로지 센터 및 머터리얼 사이언스 연구과에서는 물리?화학?바이오를 융합한 나노 사이언스?나노테크놀로지?나노 디바이스의 여러 가지 연구를 진행시키고 있다. 이러한 연구를 추진하기 위해서는 초미세 가공이 가능한 여러 가지 가스를 이용하는 집속 이온 빔 장치는 유력 도구라고 한다.

이번에 새롭게 설치된 미세 가공기가 보유하고 있는 GFIS 빔을 이용하면 나노 임프린트용 몰드(주 3)의 제작이나 실리콘, 화합물 반도체, 그라펜(주 4) 등에서의 직접 초미세 가공이 가능하게 된다. 이러한 미세 가공의 기초 기술을 베이스로 하면 기존 포토리소그래피 프로세스(photolithography process)를 사용하지 않고 간편한 방법으로 여러 가지 빛?전자 디바이스 제작이 가능하게 된다. 이러한 연구가 산업계에 있어서의 경쟁력이 높은 제품 개발의 새로운 추진에 크게 공헌할 수 있다고 간주할 수 있다.

또한 JAIST에서 2013년 이래 진행하고 있는 대학의 대형 장치 개방 사업(일본 문부과학성 나노테크 플랫폼 사업(주 5))의 일환으로서 본 장치도 지역의 기업, 대학, 연구기관에 이용하는 것도 계획 중이라고 한다. 향후 지역 산학 제휴 활동에 있어서 본 장치가 유용하게 활용되는 것을 기대하고 있다.

향후 본 장치의 가공 성능을 높이기 위하여 할로겐 가스를 사용한 질소 이온 빔 및 헬륨 이온 빔 가공을 실시할 수 있는 대로 준비할 예정이라고 한다.

그리고 장치를 학내외에서 유효하게 활용하기 위하여 본 장치를 중심으로 한 학내의 미세 가공에 관계하는 정보교환을 실시하여 미세 가공 연구의 진화를 도모하고 현지 기업을 주체로서 일반 기업에 본 미세 가공 장치와 기술을 개방하며 본 장치를 사용해 일본 국내외 대학과의 공동 연구를 통한 제휴에 의해 미세 가공 기술 및 미세 전자 디바이스의 기초 연구를 추진하기 위한 체제 정비와 활동을 실시할 예정이라고 한다.