[ Photolithography 시리즈 ] 3. 포토 공정 (Development부터 Inspection까지)

이전 글에 이어서 마저 남은 포토 공정을 살펴봅시다.

Development

이전 과정에서 PR에 mask를 대고 빛을 조사했기 때문에,

현재 PR은 빛이 닿은 부분과 닿지 않은 부분으로 나뉩니다.

이제 여기에 Developer, 현상액을 통해 원하는 패턴의 PR만 남기고 제거하는 과정입니다.

 

이를 위해 우리가 PR을 썼던 거고, 여기서 빛이 닿은 부분이 사라지는게 Positive PR,

그 반대가 Negative PR이었습니다.

 

이 과정에서는 여러가지 영향요소들이 있습니다.

생각해보면, 방금 말한대로 PR에 영향을 받겠죠.

PR이 얼마난 두꺼운지, 어떤 종류의 물질인지 등등요.

 

그리고 현상하는 현상액, Developer의 함량이나 pH 등 물질 특성에도 영향을 받을 거구요.

 

공정 상 온도나, 노광이 얼마나 된 건지에도 영향을 받습니다.

습도에도 영향을 받겠네요.

 

이런 파라미터들을 모두 종합해야 하고, 여기에 대해 결국 정할 것은

얼마나 오래 할 것이냐, Process time을 조절해야 하는 것입니다.

 

Hard Bake

현상까지 했다면, 열을 가해줍니다.

지금까지 남은 PR의 Solvent와 Developer의 잔여물들이 제거되겠죠.

그래서 pattern의 불량이 제거 될 거구요.

 

그리고 남은 PR은 더욱 단단해 집니다.

 

이때는 이전보다 높은 온도를 주는 건데요.

 

plastic flow, glass transition이 뭐고, 왜 이거 넘는 온도가 필요한지?

 

어쨌든, hard bake를 통해 PR이 안정화되고, 후속 공정시 내구성이 증가합니다.

그리고 기판하고 점착력도 증가하구요.

또한 혹시 빈 공간이 있었다면, 그게 메꿔지는 효과도 있습니다. pinhole 정도라면요

 

이때, hard bake failure도 있습니다.

hard bake를 너무 오래하거나, 온도가 과도하게 높아서 생기는 이슈들입니다.

 

온도가 과해짐에 따라 PR의 가장자리 부분이 둥그렇게 늘어져 내리는 것을 볼 수 있습니다.

이게 보통은 Positive PR에서 벌어지구요.

 

물론 이 현상을 사용해서 어떤 곡선형의 렌즈를 만들거나 하는데 응용할 수는 있습니다.

https://patents.google.com/patent/KR100581029B1/ko

KR100581029B1 - 반도체 리플로우 공정를 이용한 다수의 다곡률렌즈 제조방법 및 이의 방법에 의해

관심이 있으시면 한번 참고해보시면 좋을 것 같습니다.

 

추가적으로 과도하게 bake를 하게 되면, etch후에 결국 제거를 해야하는데 이게 어려워집니다.

Inspection & Re-work

우선은 Photolithography 자체는 어느정도 끝났는데요.

이제 마지막 검사를 수행합니다.

 

Defect이나, 어떤 particle이 있다던지, 혹은 pattern의 사이즈라던지 등을 살핍니다.

 

포토 공정의 장점? 이라고도 볼 수 있는것은 이 검사를 통해 어떤 문제가 있을 때 입니다.

왜냐면 아직 wafer를 깎아내거나 한 건 아니기 때문에, 패턴이 잘못 그려졌다 하면 그냥 다시 지워버리고

처음부터 PR 도포하고 그런 과정을 반복해버리면 되는 것이죠.

 

 

여기까지 다루면 전체 과정은 모두 다뤘습니다.

그럼 다음 포스팅부터는 몇 편이 될지는 모르겠지만 (1편일수도 있습니다)

 

관련된 장비, 설비와 최신 기술들을 살펴보겠습니다.

 

읽어주셔서 감사합니다!