마이크로리소그래피 파장 만들기
소비자들은 휴대폰, PMP, 노트북 등 더 가볍고, 빠른 전자 제품을 요구하고 있습니다. 이를 위해서는 보다 지능적인 칩이 필수 "요소"로서, 이것이 가능하려면 점점 더 소형화되는 미디어에 복잡한 회로를 에칭해야 합니다.
반도체 칩은 이러한 미디어에 기능을 "새겨 넣을수 있는" 정밀 마이크로리소그래피를 필요로 합니다. 기능은 포토마스크(정보가 저장되는 곳)에서 웨이퍼 (정보가 작성되는 곳)에 이르는 “렌즈 트레인” 전반과 관련되어 있습니다. 실리카는 반도체 제조 프로세스에 사용되는 "스테퍼" 장비의 핵심 구성 요소입니다.
코닝의 수석 연구원인 찰린 스미스와 그녀가 이끄는 팀은 코닝의 차세대 마이크로리소그래피 소재 솔루션 개발에 전념해 왔습니다.
스미스는 콜로라도 주립 대학에서 유기 화학 박사 학위를 취득하고, 오크 리지 국립 연구소에서 포스트박사 과정을 수료했습니다. 스미스는 학문적 연구는 유기 및 합성 유기 화학에 중점을 두었습니다. 박사후 과정은 매력적이고, 에너지 연구에 즉각적인 영향을 미치는 것이었지만, 스미스는 자신의 지식 기반을 넓히고 싶었습니다.
스미스는 “나는 학문적 연구에서 내가 얻은 기초 지식에 기반해 다른 과학적 분야를 탐구하고 싶었다”며 “나는 충분히 지적 호기심을 채워 줄 수 있는, 보다 복잡한 연구 프로젝트를 찾고 있었다. 그것이 바로 내가 소재 기술에 관심을 갖게 된 이유다”고 밝혔습니다.
코닝은 스미스가 자신의 유기 연구 기술 및 지식을 무기 재료 과학에 적용할 기회를 제공했습니다. 그녀는 또한 팀원들이 협력해 자원을 활용하고 혁신적 아이디어를 도출하는 코닝의 독특한 연구 방식에 이끌렸습니다.
스미스는 1990년, 과학 및 기술 사업부 폴리머 연구그룹에서 연구를 시작했습니다. 그녀가 수행한 초기 프로젝트의 하나는 유리와 플라스틱의 합성물인 플라코에 대한 연구였습니다. 그녀는 “플라코 프로젝트를 통해, 나는 그것이 어떤 분야에 적용되든지, 주요 소재의 특성을 이해하는 것이 얼마나 중요한지 알게 되었다”고 말했습니다. 이러한 “폭 넓은 관점”은 1993년, 스미스가 유리 및 유리 세라믹 연구를 수행하도록 한 원동력이 되었습니다.
오늘날, 스미스는 퓨즈드 실리카 소재의 장기적 레이저 손상 반응의 전문가로 인정받고 있습니다. 강력한 UV 전송 물질 (HPFS®, 단결정 불화물 및 불소 첨가 실리카 포함)에 대한 그녀의 연구 활동은 코닝에 긍정적이고 수익성 높은 결과를 가져다 주었습니다.
2002년, 스미스는 코닝의 리사 무어 연구원과 팀을 이루어 마이크로리소그래피용의 고도로 투명한 포토마스크 개발에 착수했습니다. 그들은 물을 제거하고 불소 이온을 첨가하여 실리카 조성을 변경했습니다. 그 결과, 반도체 업계에서 실리카 유리로는 불가능하다고 생각했던 파장 (특히 157nm) 전송이 가능해졌습니다. 이 소재는 157nm 리소그래피 노드 포토마스크에 사용될 수 있는 유일한 것입니다.
이 발견은 “실리카 파장 장벽”을 무너뜨리는 한편, 반도체 리소그래피 로드맵에 중요한 기여를 하였습니다. 이 로드맵은 업계 전반에서 미래의 연구 우선 순위 및 이들을 지원할 기술 발전을 도표화하는데 사용되고 있습니다.
스미스는 “예상 가능하고, 정확하고 신뢰할 수 있는 제조 결과가 반도체 산업에서 시장 점유율을 유지, 확장하는데 필수적이다”며 “제품 라이프사이클의 단축, ‘불량률 제로’의 제조 및 최초 상품화의 이점 등을 고려할 때, 연구자들은 항상 앞서가야 한다”고 말했습니다.
스미스는 이를 실천하고 있습니다. 그녀는 마이크로리소그래피 기술의 새로운 현상에 대한 이해를 가능케 한 연구를 통해 2002년 Stookey 상을 수상했습니다. 스미스는 코닝에서 근무하면서 22건의 특허 및 어플리케이션을 개발하고, 주요 과학 저널에 논문을 발표했습니다.
스미스는 반도체 분야에 사용되는 유리 및 유리 세라믹 소재의 발전을 위해 연구를 지속하고 있습니다. 그녀는 현재 포토리소그래피용 단결정 불화물 개발 기술 프로젝트의 책임자로 일하고 있습니다.