차세대 포토리소그래피

포토리소그래피 기술은 집적 회로 산업에서 많이 사용됩니다. 새로운 산업 표준으로 인해 더 낮은 전력 소비를 가능하게 하는 더 작은 기능을 만들어야 할 필요성이 생겼습니다. 

리소그래피 방식을 통해 달성할 수 있는 피처 크기는 사용되는 빛의 파장에 따라 달라집니다. 두 가지 일반적인 파장에는 g-라인(435nm)과 i-라인(365nm)이 있습니다. 차세대 리소그래피(NGL)는 더 작은 피처를 제작하기 위해 더 짧은 파장을 얻을 수 있는 가능성을 모색하고 있습니다. 그러나 파장이 짧아지면 광학 흡수가 감소하고 원치 않는 기판 반사가 발생합니다. 현재 포토리소그래피 제조 공정을 개선하기 위해 다양한 NGL 기술이 연구 및 테스트되고 있습니다. 여기에는 엑스레이 리소그래피, 극자외선 리소그래피, 이온 프로젝션 리소그래피가 포함됩니다.  

엑스레이 근접 촬영  

XRL(엑스선 리소그래피)은 특수 엑스선 마스크를 사용하는 그림자 노출 방식입니다. 엑스레이 마스크는 포토리소그래피에 사용되는 기존 포토마스크보다 훨씬 얇습니다. 마스크 피처는 기판 재료에 전사할 피처와 동일하게 만들어야 합니다. 마스크는 엑스레이에 노출되며, 피처 해상도는 엑스레이 소스의 직경, 마스크와 기판 사이의 간격, 엑스레이 소스에서 마스크까지의 거리에 따라 달라집니다. 노출 중에 견디는 마스크 조건은 마스크 변형과 진동 굽힘을 유발할 수 있습니다. 이러한 왜곡은 마스크 정렬과 피처 패턴에 직접적인 영향을 미칩니다. 그러나 XRL은 더 짧은 파장(0.4~5nm)을 사용하여 트랜지스터와 같은 전기 부품을 기판에 더 많이 장착할 수 있습니다.  

극자외선 리소그래피 

극자외선 노광(EUV)에서는 플라즈마 광원이 반사 마스크를 투과하는 데 사용됩니다. EUV 마스크는 빛을 투과하는 대신 반사합니다. 플라즈마 소스는 광학 수집기에 모이는 13.5nm 광자를 생성하는 데 사용됩니다. 이 기술은 원하는 피처 치수보다 짧은 파장을 가진 매우 작은 반사 광학 시스템을 사용합니다. 다층 거울 또는 브래그 반사기는 EUV에서 건설적인 간섭을 생성하는 데 사용됩니다. EUV를 사용하면 2차원 디자인 피처를 생성할 수 있으며 다중 패터닝이 가능합니다.  

이온 프로젝션 리소그래피 

이온 프로젝션 리소그래피(IPL)는 가속된 수소 이온을 사용하여 회절 문제를 해결합니다. 이온의 질량이 무거우면 산란이 줄어들어 패턴 해상도가 높아집니다. 방사선 손상을 줄이고 노출 시 방출되는 이온을 흡수하기 위해 PMMA와 같은 자외선 저항성이 높은 레지스트를 사용합니다. 마스크 재료는 일반적으로 기판의 팽창과 왜곡을 방지하기 위해 탄소 코팅이 된 실리콘 스텐실로 구성됩니다. 또한 스텐실 마스크를 만들기 위해 마스크에 구멍을 뚫어 패턴을 만들기도 합니다. 정전기 렌즈는 가속된 이온의 초점을 맞추고 편향시키는 데 사용됩니다. IPL은 고해상도 패턴을 생성하지만 이 기술은 기존 리소그래피 기술에 비해 비용이 더 많이 듭니다. 또한 처리 시간이 길고 네거티브 레지스트를 사용할 때 기판이 부풀어 오르는 현상이 발생할 수 있습니다.  

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