1. 포토 공정이란? (노광, Photo, Photolithography)
2. 감광액(PR, Photo Resist) 이란?
3. Photo Resist의 구성 요소 3가지
4. Photo Resist의 종류
1. 포토 공정이란? (노광, Photo, Photolithography)
반도체 8대 공정 중 하나고, 반도체 전공정 중 하나에요.
반도체 회로를 만들기 위해서는
깨끗한 민무늬 원판 모양의 Wafer 위에
다양한 공정을 통해서 Layer를 하나 하나 쌓아가야 돼요.
그런데 무작정 Wafer 위에 증착, 식각, 도핑과 같은 공정을 하면
원하는 회로 패턴을 만들 수가 없어요...
포토리소그레피(Photolithography) 공정은
도화지에 스케치를 하듯이
증착이나 식각, 도핑 등 공정을 하기 전에
Wafer 위에 패턴을 그려 넣는 공정이에요.
'감광액(PR, Photo Resist)'이라는 물질을 Wafer 위에 덮고
후속 공정에서 처리되어야 하는 영역은 PR Layer를 뚫고
보호되어야 하는 영역은 PR Layer를 남겨서
Wafer 위에 패턴을 그려 놓는 공정이에ㅛㅇ.
노광, 증착, 노광, 식각, 노광, 도핑......
패턴 그리고 후속 공정, 또 패턴을 그리고 후속 공정....
이렇게 공정을 반복하면서 패턴이 쌓이고 하나의 회로가 만들어져요.
2. 감광액(PR, Photo Resist) 이란?
-. 포토 공정의 흐름을 알기 전에 먼저 감광액에 대해서 알아봤어요.
'감광액'은 영어로 'Photo Resist' 줄여서 'PR' 이라고 불러요.
PR은 용해가 가능한 고분자로
특정 파장의 빛을 받으면 화학적으로 반응하면서
용해도가 변하는 '혼합 조성물질'이에요
사진으로 보면 필름과 같은 역할을 하는 물질이에요.
빛에 노출된 영역과 아닌 영역은 용해성이 달라지는데요.
이 상태에서 '현상액(Developer)'를 뿌리거나 담그면
용해도 차이로 PR Layer가 녹아 없어지는 영역과 유지되는 영역이 생겨요.
PR Layer가 남아있는 영역과 제거된 영역으로 Wafer 위에 패턴이 그려져요.
3. Photo Resist의 구성 요소 3가지
3.1 Solvent
-. PR을 액체 상태로 유지하기 위한 '용매'에요.
또 PR을 보관하기 위해서 외부의 빛을 흡수하는 물질이에요.
그리고 PR의 점도를 결정하는 물질인데
빛에 노출하기 전에 Bake 단계에서 기화가 되서 제거돼요.
3.2 Resin (Polymer)
-. 고분자 수지로 다른 물질과 접합하는 역할을 해요.
빛에 영향을 받지 않아요.
3.3 Photo Active Compound (PAC)
-. 실질적으로 빛에 반응하는 감광성 성분 물질이에요.
빛을 받으면 Resin(Polymer)에 에너지를 전달해요.
4. Photo Resist의 종류
4.1 Positive PR
-. 빛을 받으면 용해성이 증가해요.
복사에너지를 흡수하면 화학구조가 변하게 되면서(Polymer 결합이 끊어짐)
빛을 받은 영역은 현상액(Developer)에 쉽게 용해가 돼요.
PAC가 반응의 주체 역할을 해요.
4.2 Negative PR
-. 빛을 받으면 용해성이 감소해요.
복사 에너지를 흡수하면 화학적 에너지로 변환되어
Polymer의 교차결합반응을 이르켜요. (기존 입자가 뭉침)
빛을 받은 영역은 현상애(Developer)에 쉽게 용해되지 않아요.
PAC가 반응의 촉매 역할을 해요.
PR 종류에 따라 패턴을 상반되게 그릴 수 있어요.
**공부하면서 정리해봤는데 오류가 있으면 댓글로 알려주세요.
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