학문
반도체 실리콘 웨이퍼 제작시 노광 공정에 대해 궁금합니다
반도체의 핵심인 실리콘 웨이퍼 위에 회로를 그리는 노광 공정에서, 빛의 회절 한계를 극복하기 위해 극자외선(EUV)을 사용하는 것이 왜 물리적으로 필수적이며, 이를 구현하기 위한 광학적 설계의 핵심 기술은 무엇인가요?
4개의 답변이 있어요!
노광 공정은 빛으로 웨이퍼 위에 아주 작은 회로를 그리는 과정을 말합니다. 회로가 작아질수록 빛이 퍼지는 회절 현상 때문에 선명하게 그리는 것이 어려워지게 됩니다.
그래서 EUV를 사용하게 되는데, EUV는 기존 파장보다 훨씬 짧은 파장대의빛을 사용해서 회절 한계를 줄여주고, 더 미세한 회로를 구현할 수 있도록 합니다. 하지만 EUV 빛은 대부분의 물질에 흡수됩니다. 공기 중에서나 렌즈 등에서 말이죠. 그래서 일반적인 유리 렌즈는 사용할 수 없고, 또한 진공상태를 유지해야 합니다. 렌드조 초정밀 다층 반사경이 꼭 필요하고요. 이러한 광학 기술 덕분에 수십억 개의 트랜지스터를 작은 칩 안에 집적할 수 있게 됩니다.
EUV는 단순히 새로운 장비가 아니라, 반도체 미세공정을 가능하게 한 핵심 기술 중 하나입니다.
안녕하세요. 박재화 박사입니다.
노광 공정은 웨이퍼 위에 아주 작은 회로 무늬를 빛으로 찍어내는 과정입니다. 회로 선폭이 작아질수록 빛의 파장이 큰 한계점으로 작용하게 됩니다.
빛은 너무 작은 틈이나 무늬를 지날 경우에 퍼지는 특징이 있습니다. 이것이 빛의 특징 중 하나인 회절이라고 불립니다. 파장이 길면 아무리 렌즈를 좋게 만들어도 미세한 회로를 찍기는 어렵습니다. EUV는 기존 노광보다 파장이 훨씬 짧기 때문에 더 작은 회로 패턴을 한 번에 그릴 수 있고, 미세 공정에서는 사실상 핵심적인 기술로 활용됩니다.
다만 EUV 빛은 공기나 렌즈에 너무 잘 흡수가 되기 때문에 일반적인 렌즈가 아닌 진공 환경과 특수 반사 거울을 이용한 광학계가 필요로 합니다. 여기에 고정밀 마스크, 다층 박사막 거울, 광원 안정화, 웨이퍼 정렬 기술까지 맞아야 실제 양산하는 공정에 넣어서 적요이 가능한 것입니다.
EUV는 단순히 더 좋은 빛을 쓰는 기술이 아닌, 빛의 물리적 한계를 장비와 광학 설계로 밀어붙이는 초정밀 공정이라고 생각합니다.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.
노광 고정에서 빛으로 매우 미세한 회로를 그리려면 빛의 파장이 짧을수록 회절 한계가 줄어들기 때문에 기존 자외선보다 파장이 훨씬 짧은 극자외선을 사용해야 나노미터 수준의 초미세 회로를 정확하게 구현할 수 있습니다 그러나 극자외선은 읾반 렌즈에 거의 흡수되므로 렌즈 대신 여러 장의 초정밀 반사 거울을 이용하는 반사 광학계와 진공 환경이 필수적으로 사용됩니다 이러한 기술 덕분에 더욱 미세한 반도체를 높은 정밀도로 생산할 수 있으며 집적도와 성능은 높이고 전력 소모는 줄일 수 있습니다
안녕하세요.
노광 공정은 빛을 이용해 실리콘 웨이퍼 위에 아주 작은 회로를 그리는 과정이에요. 그런데 빛은 파동의 성질도 가지기 때문에 회절 현상이 생기는데, 파장보다 훨씬 작은 회로를 선명하게 그리기가 상당히 어려워요. 그래서 더 짧은 파장을 가진 극자외선 EUV를 사용하는 것이고, 파장이 짧을수록 더 미세한 회로를 그릴 수 있어 최신 반도체에서는 사실상 필수 기술이 되었습니다.
EUV는 일반 유리렌즈에는 거의 흡수가 되기 때문에 렌즈를 사용할 수 없고, 대신 표면 오차가 원자 수준인 초정밀 반사경을 여러 장으로 빛을 반사시켜 웨이퍼까지 전달하게되고, 공기 중에서는 EUV가 흡수되므로 장비 내부는 진공인 상태로 유지해야 합니다.
감사합니다.