포토공정에 대하여 (3) 노광 (UV Exposure) - 2 Resolution, DOF

지난 글에서 노광 방식과 노광에 사용하는 자외선 파장에 대해 설명했는데요, 패턴의 정밀도가 높아질수록 짧은 파장의 빛을 사용한다고 했습니다. 그 이유에 대해 알아보겠습니다.

 

- Resolution

 

포토공정에서 가장 중요한 것은 분해능(resolution)이라고 할 수 있습니다. Resoltion은 패터닝 시 구분할 수 있는 최소 패턴 크기라고 할 수 있는데요, 이는 다음과 같은 수식으로 표현할 수 있습니다.

 

 

공정계수는 PR의 특성 개선, 공정 최적화, 마스크 패턴 개선(OPC 등)을 통해 향상시킬 수 있습니다. 수식에서 알 수 있듯이 자외선 파장이 짧아질수록 Res값이 작아지고, 이는 더 작은 패턴도 구분할 수 있다는 것을 의미합니다.(정밀도 향상)

 

- DOF

 

 

위의 그림에서 알 수 있듯이 광학계(렌즈)를 사용하면 수직방향으로 오차가 발생하는데, 이를 DOF(Depth of Focus)라고 합니다.

 

 

NA(numerical aperture)가 클수록(큰 렌즈), 짧은 파장을 사용할수록 DOF가 작아지고, 이는 PR의 두께나 기판 높이, 평탄도에 민감해진다는 것을 의미합니다.

정리하자면 NA가 큰 렌즈와 짧은 파장의 자외선으로 노광을 하면 해상도는 높일 수 있지만 DOF도 작아져 수직 오차에 민감해집니다. 이를 해결하기 위해 CMP공정을 통해 기판을 평탄화하거나 PR의 두께를 줄이는 작업을 합니다.