1-8 photolithography(포토리소그래피) 공정_PEB

photolithography(포토리소그래피) 공정_PEB, ARC

 

photolithography(포토리소그래피) 공정 순서

HMDS도포(wafer prime) - PR Coating - soft bake - Expose - PEB(Post Exposure Bake) - Develop - hard bake

 

PEB는 Post Exposure Bake의 약자로 노광 후 열처리를 하는 공정입니다.

만약 PEB를 진행하지 않는다면 노광 후 Develop시 정상파 효과(Standing Wave)로 인해 PR옆면이 주름이 진 상태로 나오게 됩니다. 이를 방지하고자 PEB를 100도 근처에서 수십 초간 진행하게 됩니다. 정확한 온도와 시간은 PR 소재와 회사마다 다를 것입니다.

 

정상파 효과(Standing Wave)란?

빛의 2 중성으로 빛은 입자의 성질도 띄지만 파동의 성질도 띕니다. stading wave란 위 그림과 같이 파동이 진행하다가 어떤 매질을 만나 반사되어 나온 파동들이 서로 합쳐지며 생기는 고정된 파형을 의미합니다. photolithography공정에서는 빛이 PR에만 조사되어야 하는데 PR을 투과하고 PR아래 막을 맞고 반사된 빛들이 위와 같이 Standing wave를 만들어 PR옆면을 물결무늬로 만들게 됩니다.

 

이를 해결하기 위한 방법은 2가지 있습니다 PEB, ARC입니다.

 

PEB(Post Exposure Bake)

먼저 PEB는 그냥 열을 가하는 건데 어떻게 위와 같은 물결무늬를 해결하는 걸까요?

정답은 PR(Photoresist)의 소재에 있습니다. PR에 열처리를 해준다면 PR내에 있는 Photo Active Compound(PAC)(광 활성 화합물)의 확산이 일어나 PR 물결무늬 사이로 들어가 채워주며 물결무늬가 개선됩니다.

전 글인 "1-4 photolithography(포토리소그래피) 공정_Soft Bake"에서 공부했지만, 이도 마찬가지로 열을 가하는 공정이므로 열팽창계수에 의해 크기가 변하면 안 되겠죠? PEB후 열을 식히는 Cooling공정을 거치게 됩니다.

 

ARC(Anti Reflective Coating)

반사방지막

PR의 물결무늬는 PR을 통과한 빛이 PR아래 막을 맞고 반사되어 생긴 문제였습니다. 따라서 반사방지막을 PR아래 증착한다면 물결무늬가 생기지 않을 것입니다.

PR의 하단에 반사방지막을 까는 것을 Bottom ARC라고 합니다. 나중에 후술 할 8대공정중 하나인 CVD방식으로 ARC(반사방지막)을 증착하게 됩니다. 대표적으로 SiON과 같은 막이 반사를 최소화하므로 반사방지막으로 사용된다고 합니다.

 

다음 글로는 PEB 후 공정인 Develop(현상)공정을 알아보겠습니다.