[반도체 8대 공정 #1] 포토 리소그래피 - 빛이 만드는 설계의 흔적

"악스모비아 : 첨단 산업의 내일을 함께 배우고 나눕니다"

이 영상은 반도체 8대 공정 중 가장 중요하고 핵심적인 기술인 '리소그래피(Lithography)'를 담고 있습니다. 리소그래피는 웨이퍼 제조 비용의 약 35%를 차지하며, 소자의 집적도와 미세화를 결정짓는 핵심적인 공정입니다.
핵심 내용 요약
1. 리소그래피의 역할과 과정: 리소그래피가 회로 패턴을 마스크에서 웨이퍼로 '찍어내는' 과정과, Coat, Expose, Develop, Inspect 4대 공정 단계를 간략히 다룹니다. 또한, 이 공정이 여러번 반복되면서 복잡한 회로가 층층이 쌓이는 원리를 이해할 수 있습니다.
2. 기술 진화의 역사와 장비: 마스크와 웨이퍼가 접촉해 결함이 많았던 Contact Printer 부터, 렌즈를 사용한 Projection Printer, 그리고 현대 반도체 공정의 주류인 Step and Scan 시스템까지, 노광 장비가 어떻게 발전해왔는지 알 수 있습니다.
3. 미세화의 물리적 한계 극복: 반도체 미세화의 핵심은 레일리의 해상도 공식 R = k_1 \cdot \lambda / NA 에 있습니다.
• 파장(\lambda) 단축: i-line에서 KrF (248 nm)를 거쳐 현재 주력인 ArF (193 nm) 레이저로 발전해온 과정과 이에 따른 렌즈/PR 개발의 숙제를 조명합니다.
• NA 증대: 공기 대신 굴절률이 높은 물을 채워 NA를 1.4배 향상시킨 Immersion (액침) 리소그래피 기술을 설명합니다. (다만, 이로 인해 초점 심도(DOF)가 급격히 얕아지는 트레이드오프 문제도 함께 다룹니다. )
4. 초미세 패턴 형성 기술 (RET): 회절 한계(k 1)를 줄이기 위해 패턴 왜곡을 미리 보상하는 OPC (Optical Proximity Correction)와 빛의 위상(Phase)을 이용해 상쇄 간섭을 일으켜 날카로운 패턴을 만드는 PSM (Phase Shifting Mask) 원리를 소개합니다.
5. 핵심 재료, 포토레지스트(PR): 0.18μm 이하 초미세 공정에 필수적인 DUV Chemically Amplified Resist (CAR)가 단 하나의 산(Acid) 분자가 촉매로 작용해 수백 개의 수지 사슬을 바꾸는 '화학 증폭' 원리를 통해 어떻게 높은 민감도와 대비(Contrast)를 확보하는지 간단히 다룹니다.
6. 미래 기술: EUV: ArF Immersion 이후의 궁극적인 기술로 논의되는 EUV (13.5nm)가 왜 반사형 광학계와 광원 출력 난제를 겪었으며, 현재 미세 공정에서 어떤 역할을 하는지 살펴봅니다.

반도체 공정 엔지니어링의 핵심인 리소그래피의 모든 원리를 이 영상에서 확인하세요! 감사합니다.

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