반도체 공정 과정 - 포토 공정 (3)

구동엽

|2024. 8. 1. 15:19

포토 공정이란 무엇인가

웨이퍼 위에 반도체 제조를 위한 도면을 그려내는 작업 과정이다.

반도체 집적도가 높아질수록 매우 미세한 정밀 회로 패턴을 구현해야 하기 때문에 높은 수준의 포토 공정 기술이 필요하다.

포토 공정은 크게 감광액 도포(Coating), 노광(Exposure), 현상(Development) 과정으로 나눠져 있다.

웨이퍼에 회로를 그리기 위한 첫 단계는 산화막을 형성한 웨이퍼 위에 감광액을 도포하는 것이다.

감광액은 빛에 노출되면 화학적으로 성질이 변하는 물질로, 웨이퍼가 인화지 역할을 하도록 만들어준다.

웨이퍼 위에 감광액을 얇고 균일하게 바를수록 높은 품질의 회로 패턴을 인쇄할 수 있다.

감광액은 빛에 대한 반응에 따라 노광되지 않은 영역을 남기는 양성(Positive) 감광액과

노광된 영역을 남기는 음성(Negative) 감광액으로 나눌 수 있다.

양성 감광액은 빛을 받은 부분만 분해되어 사라지며, 음성 감광액은 빛을 받은 부분만 고분자화 되어 있다.

감광액 막을 형성해 웨이퍼를 사진 인화지와 비슷한 상태로 만든 후에는 노광장비(Stepper)를 사용해 회로 패턴이 담긴 마스크에 빛을 통과시켜 웨이퍼에 회로를 찍어낸다.

노광 단계에서 인쇄되는 회로 패턴이 작고 미세할수록 하나의 칩에 더 많은 소자를 만들 수 있어서 소자당 생산 효율이 높아지고 생산 비용이 절감된다.

이에 따라 EUV 노광 공정이 최근 각광받고 있다.

포토 공정의 마지막 단계는 현상(Develop)으로 일반 사진을 현상하는 과정과 동일하다.

이 과정에서 패턴의 형상이 결정되기 때문에 매우 중요하다.

현상(Develop) 공정은 웨이퍼에 현상액을 뿌려가며 노광된 영역과 노광되지 않은 영역을 선택적으로 제거해 회로 패턴을 형성하는 공정이다.