반도체 lithography process (노광공정)

소개글

반도체 공정중 lithography(노광) 공정에 관해 정리한 report입니다.

목차

Ⅰ. 서 론

Ⅱ. Lithography Theory
제 1 장. Lithography Introduction
1-1. Lithography Roadmap
1-2. Lithography History
1-3. Lithography Strategies

제 2 장. Lithography의 종류
2-1. Optical Lithography
2-2. Electron Beam Lithography
2-3. X-ray Lithography
2-4. Ion Beam Lithography

제 3 장. Lithography Process
3-1. Mask 준비
3-2. Spin-on Photoresist
3-3. Exposure
3-4. Development

제 4 장. Photoresist Materials
4-1. Resist
4-2. DUV Resist (KrF & ArF)

제 5 장. Resist Process
5-1. Performance Creteria
5-2. Processing Steps
5-3. TLR Process
5-4. TIPS Process

제 6 장. Mask Technology
6-1. Lithography Simulation
6-2. Mask Marking
6-3. Binary Intensity Mask
6-4. 위상반전Mask (Phase Shift Mask)

제 7 장. Metrology 기술
7-1. CD
7-2. Overlay

제 8 장. Resolution 향상 방법
8-1. Resolution 향상 방법 이론
8-2. 실제 Resolution 향상 사례 분석

Ⅳ. 요약 및 Disccusion

본문내용

표면을 분석하기 위해 사용되는 분석방법 중 near edge X-ray absorption fine structure spectroscopy(NEXAFS) 방법이 있다. 전자의 빈 분자 오비탈로의 여기로 인한 X-ray 흡광 혹은 투과를 측정하여 시료 표면의 원소의 종류와 결합 상태를 확인할 수 있다. 두번째 방법으로는 소수성의 막을 포토레지스트 막 위에 도포하는 방법으로 위의 방법보다 분석에 어려움은 없으나, 포토레지스트 코팅 후 코팅공정이 다시 필요하며 노광 후 막을 현상액으로 제거하기 어려운 단점이 있다. 두 번째로 포토레지스트 윗막(top coat)을 개발하기 위해서는 소수성이면서 노광되는 광원에 투명도를 확보하기 위하여 높은 함량의 불소 치환된 고분자를 사용한다. Top coat는 노광 시 매질로 부터 적절히 포토레지스트를 보호하는 역할을 하며 노광 후 불소 치환된 시너를 이용하여 제거가 가능해야 한다.

그러나 top coat를 사용하는 경우 고비용의 시너를 사용해야 하고, 노광 전 두 번의 코팅과 노광 후 두 번의 세정 공정이 필요하므로 장기적으로 매질이 스며들지 않는 좋은 성능의 포토레지스트를 개발하는 것이 과제이다.

<결론요약문>
나노 소자를 형성하기 위해서는 수십 nm 크기의 패턴을 일정하게 형성해야 한다. 이를 위해서는 optical lithography가 사용되고 있으며 resolution의 감소를 위해서 사용광원의 파장을 감소시켜오고 있고 이에 대한 연구도 활발히 진행되고 있다. Resolution을 향상시키는 방법은 wavelength를 감소시키는 방법, NA를 증가시키는 방법, 공정상수를 감소시키는 방법이 있다.
최근에는 광원의 파장뿐만 아니라 렌즈와 wafer사이의 공간에 공기보다 굴절율이 큰 매질을 사용해서 렌즈의 능력인 NA을 증가시키는 immersion lithography가 도입되어서 사용되고 있다. 물을 매질로 사용하고 있으며 향후 굴절율 1.7이상인 매질을 도입할 경우 최소 패턴크기가 32nm인 나노소자의 형성도 가능할 것으로 예상된다.

참고 자료

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- http://www.kisti.re.kr/KISTI/index.jsp / 한국과학기술정보연구원