광기술  해외정보

30나노의 흠집도 직접 관찰하는 자외선 사용한 장치 개발
HOYA, 兵庫縣立大學, 고도산업과학기술연구소, 과학기술진흥기구(JST)는 공동으로 미래의 초미세 반도체 제조에 사용될 리소그래피(노광)용 포토마스크(회로원판)에 흠집 등 결함이 없는지 조사하는 검사 장치를 개발했다. 앞으로 성능을 더욱 높여서 2009년 무렵의 실용화가 전망되는 선폭 32나노미터의 대규모 집적회로(LSI)제조에 도움이 되게 할 계획이다.
연구팀은 파장 13.5나노미터의 자외선을 사용하여 관찰하는 현미경을 독자적으로 개발했다. 해상도는 20나노미터로 포토마스크 위의 30나노미터 이상의 결함을 직접 관찰할 수 있다. 또 이 자외선은 다층막을 투과할 수 있기 때문에 마스크의 입체구조를 속까지 검사할 수 있다. 선폭 32나노미터의 LSI를 만들려면 포토마스크에 30나노미터의 미세한 결함도 허용할 수 없으므로 보다 정밀한 검사기술을 필요로 한다.
또 종래의 검사장치는 레이저광을 쏴서 산란광을 측정하는 방식인데 이것에는 마스크의 다층막 심부에 있는 결함을 발견하기 어렵다는 약점이 있었다. (일경산업)

빛의 겉보기의 속도 미소구(微小球)를 늘어놓아 줄이는데 성공
東京大學의 五神眞 교수 등은 미소한 공(球)을 늘어놓아 빛을 통과시켜서 빛의 겉보기 속도를 줄이는데 성공했다. 광통신 분야에서는 ‘포토닉 결정’등 빛을 제어하는 연구가 진행되고 있으나 이번 성과도 빛을 조절하는 방법의 하나로 주목된다.
실리콘판 홈에 직경 약 5마이크로미터의 폴리스틸렌 공을 8개 늘어놓고 끝에 놓인 공부터 레이저광을 쏘았다. 진공 속과 비교해서 빛이 전달되는 속도를 40분의 1로 할 수 있었다.
미소한 공에 빛을 쏘면 빛의 공의 내부에서 주회하며 갇히는 현상이 일어난다. 두 개의 공을 붙여서 늘어놓으면 빛이 갇히면서 옆의 공에 전달되므로 빛이 늦게 전달되는 구조이다. 빛을 감쇠시키지 않고 늦게 전달하기 위해서는 나노미터 이하의 높은 정밀도로 공의 크기를 일정하게 할 필요가 있는데 현재의 미세가공기술로는 그것이 어렵다. 五神교수 등은 발상을 역전시켜서 많은 미소한 공 속에서 크기가 일정한 것을 선택하기로 했다. 공에 형광색소를 넣고 발광시키고 그 빛을 분석함으로써 공의 크기를 2나노미터 이하의 정도로 식별했다. (일경산업)

2005년도 오토 쇼토상 수상
2005년 5월 9일 日經産業新聞 등 신문 지상에서 경도대학의 平尾一之 교수, 센트럴 硝子(주)의 三浦淸貴 수석연구원(현, 경도대학 조교수, 浙江대학 고기능 유리 연구센터장인 邱建榮 교수 등의 2005년도 오토 쇼토상 수상이 보도되었다. 이 상은 독일의 칼 짜이스 재단이 창설한 엘룬스토 아베 기금(카메라와 렌즈, 현미경, 광학기기의 기초를 만든 칼 짜이스와 아베수(數)로 유명한 아베 쇼토 등의 기금으로 설립되었다)으로 수여되는 것으로 기초기술개발과 재료학 등의 분야에서 우수한 업적을 올린 연구자에게 주는 것이다. 최근에는 광증폭 화이파 앰프를 발명, 실용화한 Rutgers대학 Snitzer 박사의 수상이 기억에 새롭다.
平尾씨 등은 광기능 재료 분야에서 현저한 업적을 쌓은 것이 수상 이유이다. 이들은 과학기술진흥기구의 국제공동 프로젝트인 포톤클러프트 프로젝트를 중심으로 Nature지 등에 소개된 여러 가지 광기능 유리를 발명했다. 특히 펨트초 레이저를 이용한 유리 내부 구조의 개질로 금이온 함유 유리 내부에 금 나노와이어로 3차원 전기배선을 깔거나, 희토류 함유 유리로 3차원 홀로그래픽 화상을 그려 넣는 등의 기술을 개발했다. 또 레이저 직접 묘화 광학도파와 공간선택적 다공재료의 제품을 개발했다. 또한 빛의 회절한계 때문에 지금가의 광 파장 이하에서의 광가공은 불가능하다고 알려졌던 테마에 도전하여 그것을 펨트초 레이저의 편광 싱글 빔 쇼트를 이용해서 10nm이하의 가공조차도 가능케 하는 기술을 발명하는 등 유리의 나노테크놀로지의 한계 도전에 크게 공헌했던 것도 수상의 이유였다. (CJ)

HDD접촉식 슬라이더 나노사이즈의 요철 제작
펨트초 레이저 이용
關西大學 공학부의 多川則男 교수 등은 하드디스크 구동장치(HDD)의 접촉식 슬라이더(자기헤드를 탑재한 부분)에 나노사이즈의 요철구조(텍스처)를 제작했다. 슬라이더와 디스크 접촉 시의 마찰과 진동을 억제하는 것이 목적으로 텍스처 제작에는 펨트초 레이저를 사용했다. 현재보다 1자릿수 높은 테라피코급의 면 기록밀도의 HDD요소기술의 개발로 이어질 것이다.
실험에는 다이아몬드 라이크 카본(DLC)막을 형성한 슬라이더를 사용했다. 펨트초 레이저에 의해 두께 40나노미터, 직경 40마이크로미터의 DLC막에 텍스처를 만들어 막과 디스크와의 마찰, 진동 등을 조사했다. 가공은 NEC머시너리가 담당했다.
펨트초 레이저는 펄스폭 120펨트초로 레이저 조사 스폿을 타원형으로 만들어 DLC막을 주사했다. 주사속도 매초 200마이크로미터, 펄스에너지 60마이크로줄로 평균 높이 8.15나노미터의 돌기가 생겼다. 주사속도 매시 10마이크로미터, 펄스에너지 -50마이크로미터일 경우 돌기의 평균 높이는 3.57나노미터이다. 모두 막 면적의 약 반이 텍스처가 된다. 텍스처는 레이저가 막을 투과했을 때 막 아래의 알루미나 기판이 변형해서 그 영향으로 막에 돌기가 생긴다.
요철 구조 제작 후에 윤활제를 디스크에 도포하여 DLC막과 디스크와의 접촉마찰실험을 했다. 마찰력은 텍스처를 붙이면 접촉 면적이 낮아져 텍스처가 없는 막에 비해 대폭적으로 절감할 수 있고 진동도 억제되었다. 단, 텍스처의 높이와 면적이 너무 작으면 반대로 진동을 늘어난다. 마찰력, 진동, 윤활제에 대한 영향, 실험 후 텍스처의 변화가 없다는 점을 종합하면 평균 높이 3.57나노미터의 텍스처가 우수했다. 이번 성과를 포함한 차세대 HDD의 요소기술개발을 진행하고 있는 田川 교수 등의 연구는 문부과학성 ‘하이테크 리서치센터 정비사업’에 채택되었다. (일경산업)
양자세선(量子細線)
광흡수력의 높이 해명, 전기절약 레이저에 기대
東京大學 물성연구소의 秋山英文 조교수 등은 ‘양자세선’이라고 하는 단면이 나노미터 사이즈인 반도체 세선이 빛의 흡수성이 우수하다는 것을 밝혀냈다. 소비전력이 적은 레이저와 광변조기에 응용할 수 있을 가능성을 시사하는 성과라고 한다.
갈륨 비소계 반도체 재료를 사용하여, 단면이 ‘T’자 모양을 한 미세한 구조를 만들었다. T자의 세로와 가로 선이 교차하는 부분이 양자세선이라고 부르는 구조로, 단면의 크기는 세로 6나노미터, 가로 14나노미터이다.
양자세선 주위에 빛이 지나가는 길을 조합시켜서 레이저 빛을 쏜 결과, 조사광(照射光)의 98%가 흡수되었다. 빛을 잘 흡수하는 재료는 레이저, 광변조기 등 광학소자에 응용하기 좋다. 양자세선은 체적이 작다는 점에서 빛을 흡수하는 힘이 약하다고 생각되어 왔다. (일경산업)

발광효율 형광등 수준인 백색LED 개발
시티즌전자는 발광효율이 높아 폭넓은 용도에 대응할 조명용 백색LED(발광다이오드)램프  ‘CL-L100’시리즈를 개발했다. 종래의 이 회사의 제품에 비해 1.4배의 발광효율을 가지며, 실장기판이나 납땜을 하지 않고 나사로 마무리하여 금속재료에 직접 부착할 수 있다는 점에서 조명기기시장에서 새 시장을 개척한다. 올해 안에 양산을 시작한다.
차세대 조명용 광원으로서의 백색LED는 에너지 절약, 긴 수명, 열 대책에 유리하다는 등의 메리트에 대해 발광효율이 충분하지 않아 보급할 수 없다고 알려져 왔다. 신제품은 그 점을 개량하여 1와트 당 70루멘으로 백색LED로서 세계 최고수준을 달성했다. 형광등과 동등한 효율로서 실내조명, 자동차용, EL패널 등의 면 발광 디바이스 등으로 용도를 넓힐 수 있다.
단체는 4밀리×40밀리×0.75밀리미터의 슬림형, 장방형 팩키지로, 이것을 복수 레이아웃하여 광원 모듈로 이용한다. 자동차 헤드라이트에 사용하는 원통형 레이아웃의 밸브모듈의 경우, 입력 전력 35와트에서 광속이 2,450루멘으로 통상의 할로겐램프의 1,500루멘을 상회하는 밝기이다. (NK)