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Microscale Patterning with Photolithography and Etching Processes_결과레포트

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최초등록일 2023.12.12 최종저작일 2023.09
화공실 화학공학실험 pr lithography
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Microscale Patterning with Photolithography and Etching Processes_결과레포트
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    목차

    1. Results
    2. Discussion
    3. Summary

    본문내용

    Discussion
    Discuss the working principle of photolithography and wet etching

    Resolution
    Resolution이 작을수록 더 미세한 패턴을 만들 수 있다. Resolution은 Rayleigh relation에 의해 결정되는데 Resoluoin= kλ/NA이다. 이 식에 따르면 파장이 짧고 NA(Numerical Aperture)이 클수록 더 미세한 패턴을 만들 수 있다. 빛은 마스크를 통과하면서 파장보다 좁은 슬릿을 통과하면 회절을 일으키므로 파장이 짧을수록 미세한 패턴을 만드는 데 유리하다. NA는 렌즈가 회절하는 빛을 모아주는 능력을 나타내고, NA가 클수록 회절하는 빛을 더 잘 모아준다. NA는 렌즈의 직경이 클수록, 렌즈와 웨이퍼 사이의 간격이 작을수록 커진다. 또한 DOF(Depth of Focus)는 wafer에 패턴의 상이 선명하게 맺히는 범위이다. DOF는 kλ/〖NA〗^2 에 의해 결정되고, DOF가 클수록 상이 선명하게 맺히는 범위가 커지므로 유리하다.

    참고자료

    · 없음

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    • 1. 포토리소그래피(Photolithography)
      포토리소그래피는 반도체 제조의 핵심 공정으로서 미세한 패턴을 정확하게 형성하는 데 필수적입니다. 이 기술은 광원을 이용하여 감광제에 패턴을 전사하는 방식으로, 현대 집적회로 제조에서 가장 중요한 역할을 합니다. 극자외선(EUV) 기술의 발전으로 더욱 미세한 패턴 형성이 가능해졌으며, 이는 반도체 성능 향상에 직접적으로 기여합니다. 다만 장비 비용이 매우 높고 공정 난이도가 증가하고 있어, 지속적인 기술 혁신과 투자가 필요합니다.
    • 2. 습식 식각(Wet Etching)
      습식 식각은 화학 용액을 이용하여 불필요한 물질을 제거하는 전통적이면서도 효과적인 공정입니다. 비용 효율성이 우수하고 장비가 간단하여 여전히 많은 반도체 제조 공정에서 활용되고 있습니다. 그러나 등방성 식각으로 인한 측면 식각 문제와 화학 폐기물 처리 문제가 있습니다. 미세 패턴 형성이 필요한 최신 공정에서는 건식 식각으로 점차 대체되고 있지만, 특정 용도에서는 여전히 중요한 역할을 하고 있습니다.
    • 3. 감광제(Photoresist) 특성
      감광제는 포토리소그래피 공정의 성패를 좌우하는 핵심 재료입니다. 감광제의 감도, 해상도, 접착력 등의 특성이 최종 패턴의 품질을 결정합니다. 양성 감광제와 음성 감광제의 선택에 따라 공정 결과가 달라지며, 최근에는 고해상도와 높은 감도를 동시에 만족하는 신소재 개발이 활발합니다. 감광제의 특성 개선은 반도체 미세화 기술 발전의 직접적인 원동력이 되고 있습니다.
    • 4. 베이킹(Baking) 공정
      베이킹 공정은 감광제의 용제를 제거하고 기판과의 접착력을 향상시키는 중요한 열처리 공정입니다. 프리베이킹과 포스트베이킹 단계에서 온도와 시간을 정확하게 제어해야 최적의 결과를 얻을 수 있습니다. 베이킹 조건이 부적절하면 감광제의 박리, 패턴 변형 등의 문제가 발생할 수 있습니다. 공정의 안정성과 재현성을 위해 베이킹 조건의 정밀한 관리가 필수적이며, 이는 전체 포토리소그래피 공정의 수율 향상에 직결됩니다.

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