1.5나노 이하 물리적 한계라고 하는 이유는,
누설 전류와 빛의 크기를 줄이는 방법을 찾을수 없기 때문이였지.
하지만 역시 방법은 존재했어.
1나노 이하에서 누설전류 문제를 해결하려면 웨이퍼에 그래핀으로 코팅해서,
건식 고밀도 산화막을 만들고, 절연체로 반도체로 만드는거야.
절연체의 밀도가 낮은 상태에서, 얇아지게 되면 반도체 성격을 가지게 되는데,
그러면 1나노 이하의 크기부터 저밀도 고무나 유리를 코팅하거나 그 자체가 반도체가 되는거지.
빛의 크기를 줄이는 방법은 빛의 밀도를 낮추고,
축소 배율을 높이게되면 포토 공정에서 빛의 크기를 줄일수있다는거지.
만약에 마스크에서 반사된 빛의 밀도를 1/100배로 줄이고, 축소배율을 100배로 높여서,
현상하게 되면, 반도체 소자의 크기가 100배 줄일수있는데,
여기서 해결해야 할 문제는 해상도 문제와 공정을 축소하는것인데,
축소 배율을 4배 ~ 10배이 해상도에 문제가 없다는 가정하에,
한번에 그려내는데 시간이 너무 많이 걸린다는 문제가 있어.
이 문제를 해결하는 방법으로 마스크의 집적률을 높여주는거야.
가장 먼저 해야 할것은 석영 위에 크롬을 씌우고 2나노 전용 마스크를 만드는거지.
2나노 전용 마스크가 만들어졌으면, 이것을 활용해서 2차 마스크를 만드는거야.
2차 마스크부터 특수 마스크 규격을 채택하는데,
특수 마스크는 마스크와 동일한 크기의 6cm x 6cm인데, 그 안에 틀이 있어,
1/10 배율의 현상판이 6 x 5개 존재하는데,
이곳에 1차 마스크로 만들어진 빛을 쏘아, 현상하는거지.
가령 1차 마스크에서 1/10배로 빛의 밀도를 낮추고, 2차 마스크 30개중에 1개를 현상하는거야.
30개 모두를 체우게 되면 cpu의 집적률이 달라지겠지.
1차 마스크에서 1칸만 넣은 마스크를 가지고, 다시 2차마스크를 만들고, 그 2차 마스크로 다시 특수 마스크에 한칸만 체워서,
3차 마스크를 만들면, 반도체 크기만 작아지게 되는거지.
그런데 만약에, 30개를 전부 체우게 되면, 크기만 작아지는게 아니라 집적률이 높아지는데,
1차 마스크에서 2차 마스크로 갈때 크기는 10배씩 줄어들고, 집적률은 30배씩 늘어나는거지.
30개를 다 체워서 2차 마스크를 만들고, 그 2차마스크로 3차 마스크를 만들고, 5차 마스크까지 만들었다고 가정하면
1나노가 0.0001배로 작아지게 되고,, 집적률은 7억2천900만배 늘어나게 되는거야.
정리하자면, 1나노 이하에서 저밀도 절연체가 반도체가 된다.
1나노 이하에서 현재 사용되는 반도체는 금속처럼 전자가 잘 통한다.
빛의 밀도를 낮추고 축소 배율을 높이면 빛의 크기는 작아지는데, 해상도가 문제가 생겨,
축소 배율을 1/4배~1/10배로 하고, 마스크의 집적률을 높이는 N차 형태로 만들어서 한번에 많은 소자와 회로를 그려내도록 한다.
이게 핵심이지.
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