New lithography technology to fabricate arbitrary shapes of patterns in nanometer scale

나노미터 크기의 임의 형상을 제작하기 위한 새로운 리소그래피 기술

New lithography techniques are employed for the patterning of arbitrary shapes in nanometer scale. When, in the photolithography, the electromagnetic waves such as UV and X-ray are incident on the mask patterned in nanometer scale, the diffraction effect is unavoidable and degrades images of the mask imprinted on wafer. Only a convex lens is well-known Fourier transformer. It is possible to make the mask Fourier-transformed with the convex lens, even though the size of pattern on the mask is very large compared to the wavelength of electromagnetic wave. If the mask, modified according to new technique described in this paper, was placed at the front of the lens and was illuminated with laser beam, the nanometer-size patterns are only formed on the plane called Fourier transform plane. The new method presented here is quite simple setup and comparable with present and next generation lithographies such as UV/EUV photolithograpy and electron projection lithography when compared in attainable minimum linewidth. In this paper, we showed our theoretical research work in the field of Fourier optics, . In the near future, we are going to verify this theoretical work by experiments.

나노미터 크기의 임의형상 패턴을 새기기 위하여 노광기술이 사용된다. 광노광에서 자외선과 엑스레이 같은 전자기파가 나노미터 크기로 형상을 새긴 마스크 위에 조사되면 회절현상은 필연적으로 발생하며 마스크의 상이 불명확하게 웨이퍼 위에 맺히도록 한다. 볼록렌즈만이 프리어변환기 역할을 한다고 알려져 있으며 마스크 위에 패턴의 크기가 전자기파의 파장에 비교하여 매우 클 때에도 볼록렌즈를 사용하면 프리어변환시키는 것이 가능하다. 본 논문에서 설명하는 방법으로 마스크를 준비하여 렌즈 앞에 놓고 레이저 빔으로 조사하면 프리어 평면이라 알려진 평면 위에서만 나노미터 크기의 패턴이 형성된다. 이 방법은 매우 단순한 장치로 구성되어 있고, 현재 혹은 차세대 노광인 자외선/극자외선 및 전자투사노광으로 제작한 최소선폭과 비교해 볼 때 손색이 없다. 여기서는 프리어광학을 이용하여 이론적인 연구결과를 보이고 있지만 가까운 장래에 실험결과로 이론적인 접근을 증명할 수 있을 것이다.