[반도체 공정] 포토공정(Photolighography)-2

3. Mask(=Reticle)

   : 반도체 회로정보담고있음

 

출처-SILA University

   - 낮은 열팽창계수, 기판의 높은 투과율, 차광막의 낮은 투과율, 내구성이 요구됨 

 

 1) 종류

투과형: 빛을 투과시키는 투명 Quarz 기판에 금속막을 통해 빛을 차단하는 형태

              금속막은 일반적으로 Cr을 이용

               

출처-http://www.digitaltoday.co.kr/news/articleView.html?idxno=107130

                E-beam Lithography를 통해 제작한다

출처-인화이엔지

   

  반사형(EUV): EUV는 대부분의 물질에 의해 흡수되므로 반사형의 마스크가 필요하다.

                            Multilayer로 이루어진다.

                          

               

 

 

2) Pellicle(펠리클)

  : Photo Mask의 표면을 대기 중의 Particle로 인한 오염으로부터 보호

    펠리클 표면에 이물질이 묻어도 초점거리에서 벗어나게해 공정에 영향을 미치지 않게함

    알루미늄 프레임에 셀룰로오스 등의 박막이 부착됨

 

  - 반도체 제품 생산 수율 향상
    포토마스크의 세정 주기 연장
    포토마스크의 사용 수명 연장

 

4. PR(Photoresist)

  : Organic barrier material

    빛에 의해 분자구조 바뀌어 용해도 변함

 

1) 특성

- 대조비: 노광부와 비노광부 용해성 차이

                 그래프의 기울기로 표현

                 

출처- https://slideplayer.com/slide/4538241/

- Sensitivity

- 접착력

- 열적 안정성

- 현상 속도

- 제거 용이성

 

 

 2) 종류

Positive PR	Negative PR
육각구조 화합물 연속 형태 PAC가 결합을 끊음	선형구조 PAC가 촉매 역할로 육각 형태로 결합시킴
공정 퀄리티 좋음	에너지 효율 높음(높은 생산성)- Resin 반응이기 때문 높은 강도로 식각 등 화학반응에 내성 저렴
에너지 효율 낮음- PAC가 반응 주체	공정 퀄리티 낮음  - 점도 높음                                     분자구조 커짐-> Swelling
주로 이용	Lift Off시 이용 -Lift Off: 식각 진행 없이 금속배선하는 공정

 

 2) 구성

- Solvent

- Polymer Resin       

NUV P PR	DUV P PR
용해 억제형 (Novolak) PR PAC-->Acid	화학증폭형 PR CAR) PAG->H+ + 열 에너지(PEB)         -> 활성화         -> 산 변성 방지 기능  그룹 을 용해성으로 바꿈
Acid(PAC)+Base(TMAH) -> Salt

- 감광제: PAC(Photo Active Compound), PAG(Photo Acid Generator)

- Additives: SLA(urface Leveling Agent) , Amine…

 

- Photoresist 구비 조건

: High Sensitivity, High Resolution, Etching Stability

 사용하는 파장의 광 흡수도 낮아야 함

 

-PR Stripping

: 일반적 아세톤/유기 SPM/O3 Plasma Ashing

 

 

 

 

5. 조명계

1) Kohler illumination 

출처-https://www.photometrics.com/learn/microscopy-basics/kohler-illumination-2

 

– 2 구조 : condenser- 빛 모음

                 Objective- Mask 통해 wafer에 초점 맞춤

 

 

2) 회절

  : 빛의 파동 현상중 하나

    빛이 Slit을 통과할 때 파동이 뒤편까지 전파되는 현상

     sinθ=λ/p(패턴 크기) 

 

Mask 회절각 sinθ=1/p(패턴 크기) <  NA 충족 필요

      - 0차광과 1차광의 보강간섭으로 이미지가 형성되기 때문

      - 반도체 미세화에 따라 단파장, 고 NA화 필요해짐

 

      - NA = nsinθ (≒ 렌즈 크기)       (n: 굴절율)

            : 렌즈 유효 부분 제한하는 aperture 크기(렌즈가 capture 할 수 있는 최대 회절각)

               ≒ 1/2F*(F number=초점거리/렌즈 지름)