HP와 나노리소솔루션즈(Nanolithosolutions)는 곧 반도체 생산 업체들이 불과 몇 개의 원자 정도 크기의 와이어를 지원하는 칩을 만들 수 있게 해주는 기기 개발을 완료할 것이라고 밝혔다. 또 이 기기를 설치하는 데에도 불과 몇 분밖에 걸리지 않을 것이라고 밝혔다.
이 기기는 임프린트 리소그래피(imprint lithography)를 위한 시스템이다. 임프린트 리소그래피란 이름이 뜻하는 바와 같이, 복잡하게 얽힌 패턴의 틀을 기질에 눌러 패턴을 만들어 내는 것이다. 기질에 만들어진 홈들과 채널들은 금속으로 채워지는데 이는 와이어를 만들기 위한 공정이다.
임프린트 리소그래피가 기존의 와플 굽는 기계나 고무도장이랑 다른 것이 있다면 아마도 찍어내는 크기의 단위일 것이다. 현재 HP와 나노리소가 공동 개발 중인 시스템은 15나노미터 정도 폭의 홈을 만들 수 있게끔 제작됐다. 이는 오늘날 사용중인 칩 내부 와이어의 폭보다 가는 것이다.
이 시스템에서는 틀이나 모듈이 실리콘으로 홈을 만드는 것이 아니라 실리콘 위에 매우 얇은 중합체를 덧씌워 홈을 만든다.
홈 넓이를 최대한 가늘게 만드는 것도 중요하지만 기존의 칩 제조 프로세스에 이 시스템을 얼마나 쉽게 적용할 수 있는지 여부도 중요한 문제였다고 HP는 밝혔다.
이러한 이유 때문에 틀이나 모듈은 오늘날 칩 내부의 서킷 패턴을 만드는 데 사용하는 기기인 마스크 얼라이너(mask aligner)와 동일한 크기로 제작됐다(이 모듈은 틀이 웨이퍼를 누를 수 있게끔 하는 공압식 엔진도 부착돼 있다).
이 때문에 칩 제조업체들은 이 새로운 기기를 시험해 보기 위해 연구실의 구조를 조정하거나 기기 전체를 교체할 필요가 없어 시간 절약 효과를 볼 수 있다.
나노리소 보 파이 최고경영자는 설치하는 데 불과 10분도 걸리지 않는다며 제거할 때도 5분 정도만 투자하면 된다고 말했다.
하드 드라이브 생산 업체들은 5년 후 개발될 예정인 패턴드 미디어 하드 드라이브(patterned media hard drive)에 임프린트 리소그래피를 이용할 예정이다.
하지만 많은 반도체 생산 업체들은 회의적인 반응을 보이고 있다. 칩 제조업체들은 새로운 리소그래피 기술을 받아들이는 것에 매우 보수적인 경향이 있다.
얼리 어댑터들은 반드시 있을 것
그러나 HP와 나노리소는 개발한 기기의 설치 비용이 상대적으로 저렴하기 때문에 대학교 연구실 등 몇몇 사용처의 관심을 끌 수 있을 것으로 기대하고 있다. 이러한 최초 소비자들은 주로 실험을 목적으로 구매를 할 것이고, 만약 실험 결과가 좋다면 실제 생산에 적용할 것으로 내다보고 있다.
HP 연구소 수석 회원이자 양자 과학 연구 그룹(Quantum Science Research)을 담당하고 있는 스탠 윌리엄스는 우리 제품을 사용할 만한 분야는 무궁무진하게 많다. 전자 제품 생산업체, 옵틱, 포토닉, 의료 연구 부문 등 다양한 분야에서 우리가 개발한 기기들을 활용할 수 있다고 말했다.
나노리소가 판매하게 될 이 기술은 사실 HP가 지난 10년 동안 4번의 세대 교체를 일구어낸 시스템 기술이라고 윌리엄스는 덧붙였다. 그 동안 HP는 기기가 마스크 래티클(mask reticle)의 크기를 맞출 수 있도록 사이즈 감소에 주안점을 뒀다.
HP 연구소 연구원 웨이 우와 나노리소시스템즈 CEO 보 바이가 임프린트 리소그래피 툴을 바라보고 있다. HP는 지난 10년간 이 연구실을 운영하고 있었는데, 현재는 이를 나노리소시스템즈에 임대해 준 상태이다.
회로를 빛으로 그리는 대신 임프린트 리소그래피 시스템은 틀을 이용한다. 틀은 얇은 폴리머 층을 압박하고, 이로 인해 회로의 패턴이 생겨나게 된다.
나노리소는 이미 한 개의 주문을 유치한 상태이고, 몇몇 고객들을 대상으로 현재 베타 테스트를 준비중이다.
나노리소는 파이와 함께 캘리포니아 주립대학교 로스엔젤레스 캠퍼스 교수이자 전 HP 연구소 연구원이었던 용 첸이 합작해서 창업한 회사다. HP는 현재 나노리소의 지분을 일정 비율 보유하고 있는 상태인데, 이에 대한 자세한 사항은 공개되지 않았다.
임프린트 리소그래피 기기를 생산하는 것과 더불어, 나노리소는 고객들을 위해 복잡한 패턴의 틀 또한 생산할 예정이다. 실제로 임프린트 기기를 사는 것보다 틀에 패턴을 덧씌우는 작업에 더 많은 비용이 들기도 한다고 파이 최고경영자는 말했다.
틀에 패턴을 덧씌우는 작업은 전자 빔 리소그래피를 이용해 진행될 예정인데, 이 공정은 매우 정밀한 선을 긋는 데 매우 유용하지만 대량 생산 체제에는 적합하지 않아 이용에 한계가 있었던 기술이다. 한 개의 틀이 제작되면 이를 이용해 수많은 칩들을 생산해 낼 수 있다.
프린스턴 대학교와 텍사스에 위치한 몰레큘러 임프린츠(Molecular Imprints)에서 갈라져 나온 나노넥스(Nanonex) 또한 임프린트 리소그래피 기술을 개발하는 업체이다.
마이크로소프트, IBM과 같은 여타 최첨단 기업들과 같이 HP 또한 기술을 보유하고 그 기술에 대한 사용권을 팔아 더 많은 수익을 창출하기 위해 연구소를 확장하고 특허권 등록에 박차를 가하고 있다.
HP가 밀고 있는 차세대 아이디어들 중 하나는 분자들로 연결되어 있는 격자 무늬의 와이어들을 이용해 여러 가지 연산을 처리할 수 있도록 하는 크로스바 래치(crossbar latch)이다.
크로스바 래치를 비롯한 미래형 회로들은 모두 HP가 제작한 임프린트 리소그래피 기기들에 의해 제작된 것이라고 윌리엄스는 설명했다. @
