삼성전자에서 소개한 8대 공정에 대해서 들어본 적 있나요?
photo 공정은 핵심 공정 중 하나로 8대 공정에 속합니다.
"photo공정은 빛을 사용하여 반도체 웨이퍼나 다른 기판에 미세한 회로 패턴을 전달하고 정밀한 미세 가공을 수행합니다. 따라서 광원, 마스크, 광 감응 물질 등을 사용하여 고해상도 패턴을 만들기 위한 고도의 기술적 프로세스를 포함합니다."
라고 말하면 이해하기 어려우니까 하나씩 설명하겠습니다.
Photolithography는 photo(광,光)과 lithography의 합성어로
빛(광)을 사용하여 마스크 상에 설계된 미세한 패턴을 wafer 상에 구현하는 인쇄 기술을 의미합니다.
( lithography : 석판 인쇄술 )
자세한 설명에 앞서 이해를 돕기 위한 눈높이 교육
1. wafer 위에 액체 바르기
2. 빛으로 밑그림 그리기
3. 빛에 노출된 부분이 강력해져서 굳음
4. 강력하지 않은 부분 버리기
photo 공정의 뼈대는 위와 같으며 이 개념을 기반으로 살을 붙이겠습니다.
공정의 이름에는 lithography(석판 인쇄술)이 들어갑니다.
따라서 매우 복잡한 도장 찍기 과정으로 생각하면 좋습니다.
정리: 구현할 pattern을 mask에 미리 그려놓고 해당 pattern을 wafer에 도장 찍는 과정입니다.
1. wafer 위에 액체 바르기 => 액체 : 감광제(빛을 받으면 강력해지는 액체)
2. 빛으로 밑그림 그리기
=> pattern이 새겨진 mask에 빛을 쏘아 wafer에 밑그림을 그립니다. (mask로 한 번에 도장 쾅!)
3. 빛에 노출된 부분이 강력해져서 굳음
=> 첫 번째 step에서 발랐던 액체(감광제)가 빛을 만나면 밑그림이 진해집니다.
4. 강력하지 않은 부분 버리기
=> 진해진 밑그림은 쓸만하므로 남기고 나머지 액체 부분은 지우도록 합니다.
복잡한 과정을 생략하여 설명했기 때문에 도대체 왜 이렇게 하는지 이해가 어려울 수 있습니다.
일단 받아들이고 이어나가도록 합니다. 참고 읽다보면 아하! 이해하는 순간이 옵니다.
진짜 설명 start
필수 구성 요소 : mask, 빛, 감광제
mask는 wafer에 형성하고자 한 pattern이 미리 새겨진 판입니다. => 중요 : 투명함. (빛이 통과하겠죠?)
빛은 공정에서 취급하기 쉽도록 특정 파장대 영역을 사용하며 감광제가 진해지도록/강력해지도록 만드는 역할을 합니다.
마지막으로 감광제입니다. 처음 듣는 용어에 다소 낯설게 느껴질 수 있습니다. 앞으로 감광제를 PR이라고 부를 것입니다. ( 기억하세요.) PR은 특정 파장 영역의 빛과 반응하는 물질입니다. 도장부분에 해당하게 될 물질이니 매우 중요하겠죠?
이제 본격적으로 step을 알아보겠습니다. 세부적인 단계는 아래와 같으며 앞서 설명한 내용이 얼마나 간략화한 것인지 이해되지 않나요? 8 step 중 굵직한 3 step만 설명했으니 말이죠.
1. vapor prime
2. spin coat => wafer 위에 액체 바르는 단계
3. soft bake
4. alignment + exposure => 빛으로 밑그림 그리는 단계 + 빛에 노출된 부분이 강력해져서 굳음
5. post exposure bake
6. develop => 강력하지 않은 부분 버리는 단계
7. hard bake
8. develop inspect
굵직한 3 step을 제외한 step들은 3 step가 원활하게 진행되도록 보완하는 작업입니다.
