Photolithography에 관한 보고서

소개

SiO2 기판을 Patterning 하여 원하는 패턴을 얻을 수 있는 Photolithography

목차

실험목적
실험 과정
실험과정에 들어가기 앞서서...
1. Photoresist(PR) Spin Coating
2. Soft baking(100℃ / 1분)
3. Alignment & Exposure
4. Development
5. Hard baking
6. Etching
7. PR strip
실험 결과 고찰 및 평가

본문내용

실험목적
- Si 웨이퍼 표면에 SiO2가 증착(deposition)되어 있는 상태에서 우리가 원하는 패턴으로 Si와 SiO2를 patterning 하고자 하는 것이 이번 실험의 첫 번째 목적이고 이론적으로 배운 photolithography 방법과 실재적인 실험을 통해 어떠한 차이가 있는지를 확인하고 여러 가지 실험변수들에 의해서 일어나는 현상들을 예측할 수 있다.

실험 과정
- 이론수업시간에 배운 내용은 아래와 같이 10가지의 순서에 따라 실험을 진행하게 된다.

실험과정에 들어가기 앞서서...

우리가 받은 4조각의 Si wafer는 이미 Si의 표면에 SiO2가 layer로 올려진 상태이기 때문에 따로 wafer에 layer를 올릴 필요가 없다.
다만 Surface preparations(표면 준비)과정을 본격적인 실험과정 이전에 실행한다.
첫 번째 단계인 PR Spin Coating에 앞서서 wafer위에 혹시 있을지도 모르는 미세입자를 질소(N2)가스로 제거(Particle)하고 수분을 증발시키기 위해 Hot plate위에 1분 동안 baking을 한다. 이러한 과정은 wafer위에 미세입자나 수분 등이 PR이 wafer에 고르게 분포하지 못하도록 방해하는 역할을 해서 우리가 원하는 pattern을 얻을 수 없도록 하는 장애요소가 되기 때문에 실험 이전에 미리 제거해줘야 한다.


1. Photoresist(PR) Spin Coating
[그림 - 스핀코팅에 사용되는 기계장치]

PR을 이용하여 우리가 원하는 패턴을 develop/etching의 과정을 통해 실시되고 원심력을 이용해서 웨이퍼 표면에 일정한 두께로 PR을 coating 한다.
여기서 중요한 것은 RPM(Rotation Per Minute)으로 RPM의 빠르기에 따라서 웨이퍼 표면의 PR 두께가 달라진다. 우리가 배운대로는 0.5~1.5mm의 두께로 PR을 코팅하고 wafer 표면의 PR의 두께의 차이가 일정하게 유지(0.01 mm, ~1%)시켜야 한다고 배웠다.

그 후 3000rpm으로 30초 동안 spin coating을 한다.


Photoresist composition은 두 가지 종류로 나눌 수 있다.
한 가지는 용해될 수 있는 polymer가 빛에 의해서 용해되지 않는 polymer로 변하는 Negative PR이 있고 다른 한 가지는 용해되지 않는 polymer가 빛이 조사되면 용해될 수 있는 polymer로 변하는 Positive PR이 있다.

참고자료

· 없음