이미지 출처: “MEMS 개요” 네이버 블로그(2019), NICE디앤비 재가공
나노전자기계시스템(Nano Electro - Mechanical system, 이하 NEMS)는 나노단위의 초소형 3차원 구조물 또는 이를 포함하는 시스템 구현 기술이다.
SPM (Scanning Probe Microscope), AFM(Atomic Force Microscope)과 같은 최신 현미경 기술을 이용하여 원자, 분자 레벨의 극미세구조를 형성하고, 미세가공기술과 조합하여 전자, 기계, 빛 재료 등 다양한 분야를 융합시킨 입체적 미세구조나 회로, 센서, 엑츄에이터를 실리콘 기판 위에 집적하여 시스템을 설계한다.
NEMS는 센서뿐만 아니라 엑츄에이터에 사용이 가능하며, 나노기술을 통해 구성된 나노센서 및 나노엑츄에이터는 나노 시스템의 핵심적 디바이스에 해당한다.
NEMS는 NEMS와 기술적인 부분은 유사하나 크기가 매우 작아 생명공학과 의료공학 분야에 주로 활용되고 있다.
NEMS에 사용되는 공정용 주요 장비는 이미지와 같은 aligner, evaporator, etcher 장비이다.
이미지 출처: (좌) wafer-handling “Wafer Aligner” (중) cysi.wang “Cysky Precision Compact Temperature Controlled Hi-Vacuum Thermal Metal Evaporator” (우) southbay technology ”MODEL PE2000-Plasma Etcher“
NEHS의 제조공정은 크게 포토 작업을 통해 원하는 형상을 웨이퍼 표면에 구현하고, 형사에 맞도록 금속과 부도체를 증착하고 필요 없는 부분은 에칭장비로 식각해 내는 것으로 구분된다.
다만, 리소그라피가 핵심인 MEMS와 달리 NEMS는 그 한계를 극복할 수 있는 고에너지빔을 이용한 나노임프린트 리소그래피 공정, 자발적인 분자간 결합력을 이용한 나노 메카트로닉스 공정이 요구되며, 나노사이즈 머니퓰레이터, 주사현미경 (STM등), 원자현미경 (AFM) 등에 의한 조작/측정이 필요하다는 차이점이 있다.
NEMS 기술은 기존의 전기적 나노 정보 매체를 다루는 전자정보시스템에서 다양한 형태의 기계, 열 유체, 광파, 생화학적 나노 정보 매체를 함께 다룰 수 있는 복합적인 시스템의 극미세화를 실현시키며, 앞으로 기계, 전자, 정보, 생명, 의료산업에서 다기능, 고성능, 저전력, 저가 신제품 창출과 폭넓은 산업 분야의 기술적 파급효과를 가져올 수 있을 것으로 예상된다.
나노임프린트 리소그라피(Nano Imprint Lithography, NIL)
마이크로스케일의 패턴을 갖는 고분자 소재 제품의 대량생산에 사용되는 엠보싱 기술을 리소그래피에 적용한 것으로, 나노 크기의 패턴을 가지는 요철 형태의 기판을 폴리머 레진(resin)에 전사하는 방법. 고가의 장비가 필요하지 않으며 전자빔 리소그래피 등의 고급 리소그래피 기술을 이용하여 제작한 나노스케일의 구조를 갖는 스탬프를 제작하고, 그 스탬프의 패턴을 고분자 박막에 각인하여 나노스케일의 구조를 전사할 수 있다는 장점이 있음.
나노 메카트로닉스(Nano Mechatronics)
기계공학과 전자공학을 합성한 합성어로, 메카트로닉스 시스템은 전자와 기계 시스템의 단순 결합이 아닌 고기능 제어를 위한 완전 통합 시스템을 의미
머니퓰레이터(Maniulator)
로봇 공학에서 조작자가 직접 물리적으로 접촉하지 않고 재료를 조작하는데 사용하는 기계적 장치를 의미
출처 : KRX 정보데이터 출처 등록일자 : 2021.01.28 출처 작성기관 : (주)NICE디앤비
