7/22 (금) 엔지닉 반도체 빡공 스터디 5일차

 

9차시 포토 공정(2)

 

1. 트랙(Track) 설비

 

 

2. 노광 설비 발전

 

노광 시스템 : 접촉(Contact) 노광 -> 근접(Proximity) 노광 -> 투사(Projection 노광)

 

1) 접촉 노광법

- 회절 최소화 -> 고해상도

- 마스크/웨이퍼 직접 접촉 -> 마스크/웨이퍼 이물/손상

 

2) 근접 노광법

- Mask 교체 용이

- 마스크/웨이퍼 이물/손상 저감

- 회절로 인한 해상도 한계

 

3) 투사 노광법

- Defect free

- 고해상도 구현

- 가장 많이 사용(스테퍼/스캐너)

- 축소 마스크(마스크 제작 용이)

 

노광원(Light Source) : 단 파장화(Short wave-length) -> 해상도 개선

 

 

3. 노광 공정 원리

 

노광은 빛의 굴절, 간섭, 반사 특성을 이용하여 마스크 상의 정보를 웨이퍼의 PR에 전달하는 과정이며, 회절된 빛을 얼마나 많이 렌즈로 모을 수 있는가가 관건이다.

 

 

4. 해상도(분해능, Resolution, R)

 

- 웨이퍼 상에 전사 가능한 최소 패턴 크기

- 작을수록 해상도가 좋음을 의미

 

 

5. 초점 심도(Depth Of Focus, DOF)

- 최적 초점면의 앞뒤로 선명한 상을 얻을 수 있는 거리

- 클수록 DOF 여유가 좋음을 의미

 

 

6. 고 NA화 – 불화 아르곤 액침 노광(ArF Immersion)

 

- 렌즈와 웨이퍼 사이 공기 대신 고 굴절률 매질(초순수)을 사용 -> 해상도 개선

- 동일 NA -> 굴절률 증가 -> 굴절 각도 감소 -> 해상도 개선 없음

- 웨이퍼로 입사되는 빛의 전반사 임계 각도 증가 -> 대 구경 렌즈 사용 가능 -> 해상도 개선

 

 

 

10차시 포토 공정(3)

 

1. 공정 파라미터(K1) 값 저감

 

1) 비 등축 조명 노광(Off Axis Illumination, OAI)

 

기존 수직 입사 조명 -> >0차광 렌즈 집광 못함 -> 웨이퍼에 상을 맺지 못함

 

빛의 사입사 -> 0차광과 +1 또는 –1차광 집광 -> 해상도 개선

 

 

2) 위상 반전 마스크

 

이진 마스크 (Binary Mask) : 미세 패턴 -> 투과광 상호 간섭 -> 해상도 열화

 

위상 반전 마스크(Phase Shift Mask, PSM)

- 마스크의 석영 부분에 반전 물질(Shifter) 설치

- Shifter 부분 통과한 빛의 위상이 180도 변화

- 진폭 반전 -> 빛의 강도(intensity)는 진폭의 제곱 -> 빛이 중첩된 부분에서 상쇄 간섭/소멸 -> 해상도 개선

 

 

3) 광 근접 보정(Optical Proximity Correction)

 

빛의 집중, 산란, 패턴 밀도, 주변 환경의 영향

-> 포토 공정 후 왜곡 예상 -> 취약 패턴

 

의도한 설계 평면도와 유사한 PR 패턴이 형성 되도록 설계 평면도상 패턴의 일부를 보정

 

경험(rule)이나 컴퓨터 시뮬레이션(model)

-> OPC 및 마스크 제작 시간과 비용 -> 원가 상승

 

 

4) 반사 방지층 코팅(Anti-Reflective Coating, ARC)

 

하층 부 -> 빛의 반사 및 산란 -> 해상도/DOF 열화

 

PR 상하부 ARC(Top ARC(TARC), Bottom ARC(BARC) -> 빛의 반사 최소화/흡수

 

 

5) 다중 패터닝(Multi-Patterning)

 

다중 패터닝 기술 -> 30nm이하의 미세 패턴 확보 (포토 공정 한계 이하의 미세 패턴 형성)

 

피치(Pitch) 분할 방식 : 이중 패터닝(LELE) -> 주로 로직(logic) 제품 적용

- 포토 공정 2회 부담, 정렬 오차 (Overaly error) 문제, 미세 패턴 -> 3회(Triple) LELELE

 

자기 정렬 방식 : 2중(4중) 패터닝(Self Aligned Double (Quadruple) Patterning) -> 주로 메모리 제품 적용

- 포토 공정 1회, 정렬 오차-free

 

 

3. EUV(극자외선) 광원

 

주석 액적 -> CO2 레이저 조사 -> 플라즈마 발생 (LPP)

 

13.5nm 단파장의 EUV 광 생성

 

극 단파장(고 에너지 ~92eV)으로 모든 물질에서 강한 흡수

- 진공 시스템 필요

- 회절 광학계가 아닌 반사 광학계

 

 

4. EUV 광학계

 

굴절 광학계가 아닌 반사 광학게 사용

 

거울형 렌즈 및 마스크(분산 브레그 반사경) -> 반사율 증가

 

 

5. EUV마스크 (Mask)

 

반사형 마스크이며, 반사형 렌즈와 유사하게 Si과 Mo 적층 구조

 

반사층과 흡수층에서의 빛의 반사와 흡수로 패턴 형성