연구의 목적 및 내용 반도체/나노 산업에서 요구되는 오염입자제거 최고기준이 향후 2010년 20nm, 그리고 2015년 10nm 수준으로 낮아지게 된다. 본 연구에서는, 성공가능성을 보인 선행연구를 바탕으로, 기존기술들의 한계...
연구의 목적 및 내용 반도체/나노 산업에서 요구되는 오염입자제거 최고기준이 향후 2010년 20nm, 그리고 2015년 10nm 수준으로 낮아지게 된다. 본 연구에서는, 성공가능성을 보인 선행연구를 바탕으로, 기존기술들의 한계를 넘는 새로운 개념의 고속입자빔기술을 개발하여, 나노/마이크로 구조를 갖는 표면에 부착된 10nm 입자의 제거기술을 개발하고자 한다. 연구결과 본 연구를 통하여, 세계 최초이며 유일하게 10nm 오염입자의 완벽한 제거기술이 개발되었으며, 그 과정에서 다양한 기초/응용 결과들이 도출되었다. (1) 나노입자 사이의 충돌에 의한 momentum/energy 전달과정 MD모사 ; 세계 최초 (2) 나노입자의 표면이탈 조건 규명 및 이론식 도출 ; 세계 최초 (3) 나노입자 제거 이론 정립 및 최적 제거조건 도출 ; 세계 최초 (4) 초음속 팽창중 gas-phase nucleation and growth 를 이용한 초고속 나노탄환입자 생성기법 세계 최초 개발 ; 1~1000nm 크기 조절 및 1km/s 이상까지 속도 자유 제어 (5) 응축성 기체 혼합물을 이용한 나노입자 급속성장 기법 세계 최초 개발 (6) 저온(~ 100K)공정에서 생성한 나노입자빔으로 10nm입자 제거 성공 ; 세계 최초 (7) 저온기법의 단점을 보완할 수 있는 신기법인 상온기법 개발 성공 (8) 다양한 물질(ceramic, metal, polymer) 제거조건 개발 (9) trench 세정 기법 완성 (10) 패턴손상을 최소화하는 입자빔 조건 개발 성공 (11) 다양한 크기의 오염입자를 제거할 수 있는 cocktail beam 기법 개발 (12) 생체 film 의 제거가능성 확인 (13) 시제품 제작 연구결과의 활용계획 본 연구의 결과로 얻어진 기술은 평판과 수직 trench 내에 부착된 오염입자를 물질의 종류와 무관하게 10nm 이상의 크기이면 모두 거의 100% 수준으로 제거할 수 있는 기술로서, 실제 공정에 바로 쓰일 수 있을 정도로 완성도가 높은 상태이다. 10nm급 오염입자 제거기술은 모든 반도체/나노 산업에서 절실하게 요구되는 생산기반기술이므로, 무엇보다 먼저 본 기술은 관련업계에 적용되도록 할 것이다. 세정모듈을 제작하여 공급하는 창업사업화와 업체별로 기술을 지원이전하는 형식을 택한다. 동시에 후속연구로 연계하여 새로운 응용기술들을 계속 개발하는데 이용하고자 한다. 다음 세대를 위한 5nm 오염제어기술, 새로운 반도체 trend에 맞는 3D 구조 및 extreme-deep trench 세정기술, 그리고 초고속 나노입자빔을 이용하는 다양한 응용기술 - 액막제거, 나노 implantation, micro/nano surface modification, bio/polymer 재료의 nano fabrication 기술 등 - 을 개발하고자 한다.
Abstract ▼
Purpose&contents Target of contamination control required in the semiconductor/nano industries is expected to change from 50nm...
Purpose&contents Target of contamination control required in the semiconductor/nano industries is expected to change from 50nm to 20nm in 2010 and 10nm in 2015. This study aims at developing a new supersonic particle beam technique to remove 10nm contaminant particles on surfaces with micro/nano patterns. Result Technology to remove contaminant particles down to 10nm size has been developed for the first time in the world. (1) MD simulation on momentum/energy transfer by collisions between nano particles (2) theory for conditions to remove nano particles established (3) optimal conditions for removal established (4) techniques to generate supersonic beam of nano sized bullet particles using gas-phase nucleation and growth during supersonic expansion of gas mixtures developed ; size control over 1~1000nm and velocity > 1km/s (5) technique to rapidly grow nano nuclei using condensable gas mixtures developed (6) removal of 10nm particle succeeded for the first time in the world using low temperature process(~ 100K) (7) room temperature process developed (8) conditions to remove particles of various materials (ceramic, metal, polymer) (9) trench cleaning (10) technique to eliminate pattern damage (11) cocktail beam technique to remove particles of widely different sizes (12) pilot samples of the nozzle assembly fabricated Expected Contribution Technology for 10nm contamination control is a fundamental production technology desperately required from every semiconductor/nano industry. The new technology, when developed, will be transferred to the industries through collaborative development of commercial units, which will upgrade the competitiveness of local industries in the global market and encourage the commercialization of nano products. Fundamental results from this research on the characteristics of nano particles, including generation and removal performance, will contribute to the progress and expansion of general nano technology.
