PR의 종류에는 두가지가 존재한다.
+PR > 빛에 의해 노광되면 용해되는 레지스트
- 빛을 받으면 Scission으로 인해 용해된다.
- 열적 스트레스, 이온화에 의해 발생
- 방사선, 산소, 이온화에 의해 발생
- 고해상도 구현에 사용된다.
-PR > 빛에 의해 노광되면 경화되는 레지스트
- 빛을 받으면 cross - linking으로 인해 경화된다.
- 화학약품과 플라즈마에 내성이 있다.
- 유기 현상액은 -PR을 Swelling 시킨다.
현상액이 -PR의 비노출 영역에 잘 침투하는 성질을 가졌을 경우 Swelling 발생
Process
-PR
1. 검은 가운데 검은 테이핑을 한 투명 마스크를 노광시킨다.
2. 마스크의 투명한 부분으로만 빛이 통과된다.
3. 빛이 들어온 투명한 부분의 PR이 경화된다.
4. 빛이 들어온 부분만이 남아있는 상태가 된다.
+PR
1. 가운데가 투명한 검은 마스크를 노광시킨다.
2. 마스크의 투명한 부분으로만 빛이 통과된다.
3. 빛이 들어온 투명한 부분의 PR이 용해된다.
4. 빛이 들어온 부분만이 용해된 상태가 된다.
즉, -PR은 빛을 받으면 단단해져 경화됨 (메두사)
+PR은 빛을 받으면 용해됨 (구원받는다)
~~Negative PR에 비해 Positive PR의 문제점
- 식각 저항
- 접착력
EUV Photo resist의 특징
- EUV 광은 여러번의 반사를 거친다. [ 여러번의 반사를 사용해야 함 ]
- 형태 조정과 초점을 맞추기 위해 거울 기반 광학계 사용
- 다층 거울을 이용한 정밀한 빔 제어 필요
- 렌즈 통과 불가
- 반사율의 한계로 인해 정밀하고 요율적인 광 경로 설계가 필요함
Resist Profiles - Ideal Case.
How light strikes the PR Surface?
-> 실제로는 빛이 회절로 인해 조금씩 퍼지면서 들어옴.
-PR의 경우..
- 빛을 받은 부분만이 Develop 과정에서 깔끔하게 경화된다.
+PR의 경우..
- 빛을 받은 부분만이 Develop 과정에서 깔끔하게 용해된다.
Resist Profiles - Over exposure
+PR의 경우..
- 실제로는 빛의 회절로 인해 옆 부분으로 빛이 더 들어와서 과노광이 됨
- 원래 제거되어야 하지 않을 PR도 함께 제거되어 패턴이 얇아짐
- Lift off시 패턴이 뚜렷하게 나타나지 않음
-PR의 경우..
- 실제로는 빛의 회절로 인해 옆 부분으로 빛이 더 들어와서 과노광이 됨
- 원래 제거되어야 할 PR도 남아 패턴이 두껍고 뭉툭해짐
- 정밀 패턴 구현 불가
Resist Profiles - Under exposure
+PR의 경우..
- 빛이 과소 노광되어 용해되어야 할 PR이 충분히 용해되지 않음
- 바닥까지 깎이지 않고 남아있음
-PR의 경우..
- 빛이 과소 노광되어 경화되어야 할 PR이 충분히 경화되지 않음
- Develop 과정에서 원래 경화되어야 할 PR도 일부 날아가거나 약해짐
즉....
-> Over exposure : 패턴이 타고, 현상이 넓어진다
-> Under exposure : 패턴이 불완전하게 전사된다
Resist Profiles - 서로 다른 Resist Profile은 다른 용도에 사용될 수 있다.
-
Under Cut (95 - 110) +PR, -PR둘 다 만들어짐
- Lift off 에는 가장 좋으나 Plazma etching에는 적합하지 않음 -
Vertical (75 - 90)
- 습식 또는 Plazma 식각, RIE, 이온 빔 식각에 이용됨 -
Over cut (45 - 75)
-전형적인 결과. 습식 식각에 이용
Lift off profile
PRㄹ 원하는 패턴을 만들고 그 위에 금속을 증착한 뒤 PR을 제거하여 필요한 금속 패턴만 남기는 기술
- Lift off depends on..
- PR Profile
- PR thickness
- PR type
- 증착된 금속의 두께
- 사용된 증착 기술
- Migration & ductilability of metal film
이 증착은 Anistropic 이여야 Lift off가 잘됨.
How to make Lift off? - Under Cut
- -resist 과노광 -> undercut
- +resist 과소노광 -> undercut
Etc.. 이미지 반전 resist, 바이어 레이어 레지스트 -> PR 또는 그 자체 재료의 용해도 변화시킴 (패턴의 해상도, 선택성 변화)
Image reversal
- 마스크에 패턴을 새긴 뒤, 웨이퍼에 +PR을 도포하여 노광한다.
- 패턴 부분이 soluble (용해 된) 상태가 된다.
- 이때 Post-Exposure Bake로 용해된 부분을 경화 시킨다.
- 그 뒤 마스크 없이 다시 한번 노광한다.
- 결과물은 Negative PR을 사용한것 처럼 나온다.
- 만약 이 Image reversal 과정 없이 그대로 Develop 시킨다면, 그냥 +PR을 노광한 형태로 나온다.
LOR (Lift off Resist)
-> 바이어 레지스트는 보통 두가지로 구성된다. (PR과 LOR)
- 공정 단계
- LOR을 도포한 뒤 Soft Baking
- 그 위에 PR을 도포한 뒤 Soft Baking
- PR을 노광한다
- LOR을 노광한다.
- Film을 증착한다.
LOR은 증착할 금속보다 25% 더 두꺼워야 한다.
Lift off Diffuser
일반적인 PR은 LOR이 없어 Lift off가 어렵다
그러나 Diffuser을 이요하여 빛을 퍼지게 만들어 Undercut을 유도할 수 있다.
즉 확산층 역할 재료인 Diffuser을 마스크에 사용해
빛 퍼짐을 제어하여 패턴의 해상도와 가장자리 정의에 영향을 주어
자연스러운 Under cut 구조를 형성하는데 도움을 준다.
너무 유익한 내용이에요