[반도체] 8대공정 면접준비_Photo 공정

◆ 8대공정 - Photo 공정

 

＊ Photo 공정을 설명하시오.

 

① Pattern이 새겨진 Mask에 Stepper나 Scanner라는 Expose 장비로 빛을 조사하여 가패턴을 만드는 공정입니다.

 

② Photo 공정은 8가지의 과정으로 이루어져 있습니다.

1) HMDS 처리는 친수성인 웨이퍼 표면을 소수성으로 만들어 PR과의 접착력을 높이기 위한 단계입니다.

2) PR 코팅은 Spin 방식으로 웨이퍼 위에 PR을 도포하는 단계로 Thickness와 Uniformity 제어가 중요합니다.

3) Soft Bake는 웨이퍼를 가열하여 PR 내의 Solvent 성분을 휘발시켜 오염을 방지하고, 접착력을 높이는 단계입니다.

4) Mask Align(정렬)은 Mask 내 Align key를 이용하여 mask와 wafer를 정렬하는 작업입니다.

5) Exposure(노광)는 PR에 광을 노출시켜 원하는 패턴을 새기는 과정입니다.

6) Post Exposure Bake는 웨이퍼를 가열하여 PR 성분을 재정렬시켜 Standing Wave 현상을 제거하기 위한 단계입니다.

※ 파장을 가지는 빛의 성질에 의해 PR 측벽이 물결 형태가 되는 현상을 말합니다.

7) Develop(현상)는 현상액을 이용하여 감광되지 않은 PR을 제거해주는 과정입니다.

8) Hard Bake는 잔류 현상액, 세정액 등을 휘발시켜 PR의 내식각성과 접착성을 증가시키기 위해 웨이퍼를 가열하는 단계입니다.

 

③ 구현해낼 수 있는 미세 선폭의 크기를 뜻하는 Resolution(분해능) 값을 작게하는 것이 Photo 공정의 핵심 과제입니다.

Resolution은 공정 상수인 k1과 파장길이 λ에 비례하고 개구수(NA)에 반비례합니다.

따라서 개구수가 높은 큰 렌즈를 사용하거나, 짧은 파장의 광원을 사용하는 방식을 통해 해상력을 높여왔습니다.

 

 

＊ Immersion 기법에 대해서 설명해보세요.

① 방사 렌즈와 웨이퍼 사이가 공기로 채워져 있는 Dry방식과는 다르게 굴절률이 높은 물을 채워

Resolution과 DOF를 향상시키는 기술입니다. 

 

② 구현해 낼 수 있는 미세 선폭의 크기를 뜻하는 Resolution은 공정 상수인 k1과 파장길이 λ에 비례하고

개구수(NA)에 반비례합니다. 개구수(NA)는 렌즈가 모을 수 있는 정보의 크기를 말하며 굴절률 n과

굴절각 θ에 비례합니다. 

 

③ 기존 공기 매질의 굴절률은 1.0이고 물의 굴절률은 1.44로 n값이 증가하지만 스넬의 법칙에 의해 θ값이 작아지게

됩니다. θ값이 작아지면 초점 심도를 뜻하는 DOF 값이 커집니다. DOF와 Resolution은 서로 Trade Off 관계이기 때문에

개선된 DOF만큼 렌즈의 크기를 늘려 Resolution을 향상시킬 수 있습니다.

 

 

＊ DOF에 대해서 설명해보세요.

① Depth Of Focus의 약자로 목표하는 해상도를 갖출 수 있도록 허용 가능한 렌즈의 수직 정렬오차의 한계 척도를

의미합니다. DOF 값이 클수록 렌즈의 수직이동 마진이 크다는 것이며 렌즈가 웬만큼 상하로 많이 움직여도 초점이 잘

맞았다고 볼 수 있습니다. 반대로 DOF 값이 작으면 렌즈가 조금이라도 움직이면 초점이 틀어져 원하는 패턴을 선명하게

얻을 수 없습니다.