광학 리소그래피 란?

광학 리소그래피는 일반적으로 컴퓨터 칩을 만드는 데 사용되는 화학 공정입니다. 실리콘으로 만들어진 평평한 웨이퍼는 집적 회로를 만들기 위해 패턴으로 에칭됩니다. 전형적으로,이 공정은 화학적 레지스트 물질로 웨이퍼를 코팅하는 것을 포함한다. 그 후, 회로 패턴을 나타 내기 위해 레지스트가 제거되고, 표면이 에칭된다. 레지스트를 제거하는 방식은 감광성 레지스트를 가시 광선 또는 자외선 (UV) 광에 노출시키는 것을 포함하는데, 여기서 광 리소그래피라는 용어가 유래된다.

광학 리소그래피의 주요 요인은 빛입니다. 사진과 마찬가지로이 프로세스는 패턴 표면을 만들기 위해 빛에 화학 물질을 노출시키는 것과 관련이 있습니다. 그러나 사진과 달리, 리소그래피는 일반적으로 가시 광선 (보다 일반적으로 UV)의 집중된 광선을 사용하여 실리콘 웨이퍼에 패턴을 만듭니다.

광학 리소그래피의 첫 번째 단계는 웨이퍼 표면을 화학적 레지스트 물질로 코팅하는 것입니다. 이 점성 액체는 웨이퍼 상에 감광성 필름을 생성한다. 레지스트에는 포지티브와 네가티브의 두 가지 유형이 있습니다. 포지티브 레지스트는 빛에 노출 된 모든 영역에서 현상액에 용해되는 반면, 포지티브 레지스트는 빛에 노출되지 않은 영역에서는 용해됩니다. 네거티브 레지스트는 현상액에서 포지티브보다 왜곡되기 어렵 기 때문에이 프로세스에서 더 일반적으로 사용됩니다.

광학 리소그래피의 두 번째 단계는 레지스트를 빛에 노출시키는 것입니다. 프로세스의 목표는 웨이퍼 상에 패턴을 생성하여 광이 전체 웨이퍼에 걸쳐 균일하게 방출되지 않도록하는 것이다. 종종 유리로 만들어진 포토 마스크는 일반적으로 개발자가 노출하고 싶지 않은 영역의 빛을 차단하는 데 사용됩니다. 렌즈는 일반적으로 마스크의 특정 영역에 빛을 집중시키는 데 사용됩니다.

포토 마스크가 광학 리소그래피에 사용되는 세 가지 방법이 있습니다. 먼저, 웨이퍼에 대해 가압되어 빛을 직접 차단할 수 있습니다. 이것을 접촉 인쇄 라고합니다. 마스크 또는 웨이퍼상의 결함은 레지스트 표면에 광을 허용하여 패턴 해상도를 방해 할 수있다.

둘째, 마스크는 웨이퍼에 근접하여 유지 될 수 있지만, 접촉하지는 않을 수있다. 근접 인쇄 라고하는이 프로세스는 마스크의 결함으로 인한 간섭을 줄이고 마스크가 접촉 인쇄와 관련된 여분의 마모를 피할 수 있도록합니다. 이 기술은 마스크와 웨이퍼 사이에서 광 회절을 생성 할 수 있으며, 이는 또한 패턴의 정밀도를 떨어 뜨릴 수있다.

광학 리소그래피에 세 번째로 가장 일반적으로 사용되는 기술을 프로젝션 인쇄 라고합니다. 이 프로세스는 마스크를 웨이퍼로부터 더 먼 거리에 설정하지만 둘 사이의 렌즈를 사용하여 빛을 목표로하고 확산을 줄입니다. 프로젝션 인쇄는 일반적으로 가장 높은 해상도 패턴을 만듭니다.

광학 리소그래피는 화학적 레지스트가 빛에 노출 된 후 두 가지 최종 단계를 포함합니다. 웨이퍼는 전형적으로 포지티브 또는 네거티브 레지스트 물질을 제거하기 위해 현상액으로 세척된다. 그 후, 웨이퍼는 일반적으로 레지스트가 더 이상 덮이지 않는 모든 영역에서 에칭된다. 다시 말해, 재료는 에칭을 '저항한다'. 이것은 웨이퍼의 일부를 에칭하고 다른 부분은 매끄럽게 만든다.