반도체 포토공정_ PR(포토레지스트) 성분, 원리, 종류(Positive, Negative PR), EUV PR의 특징

PR (Photo Resist, 포토레지스트)는

빛을 받으면 성질이 변하는 특성이 있는 물질이다. (거의 Polymer임)

포토공정에서 노광을 통해서 패턴을 만들려면 PR을 잘 사용해야 한다.

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PR 구성 성분

용매, 레진, 노볼락 폴리머

PR은 크게 3가지 성분으로 구성된다.

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1. 용매 (Solvent)

: 코팅을 하기 위함

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2. 레진 (Resin)

: 기판과의 접착력을 높이기 위해서 필요

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3. 노볼락 (Novolak = Phenol + Formaldehyde + Acid 촉매로 구성된 Polyme​r)

: 단파장의 광을 받으면 산(Acid, H+)으로 성질이 변하는 물질.

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PAC(Photo Active Compound) or PAG(Photo Active Generator) 물질을 사용한다.

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PAC 성분은 단파장에 반응하기 때문에, PR을 단파장으로부터 보호하기 위하여 Photo 공정을 진행하는 공간은 항상 백색광이 아닌 긴 파장의 노란 등을 켜놓는다.

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(클린 룸의 포토 룸이 Yellow room인 이유!)

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PR의 종류

Positive, Negative PR

 

PR은 성분에 따라서 Positive PR, Negative PR 두 가지로 종류가 나뉜다.

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1. Positive PR

: 빛을 받으면 구조가 파괴돼서 제거할 수 있음

Negative PR보다 미세 패터닝 구현 능력이 더 뛰어남

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2. Negative PR

: 빛을 받으면 구조가 경화되어 제거할 수 없음 (Cross-lingking)

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Phositive PR에 비해 기판과의 접착력이 뛰어나고 Chemiacl 내성이 강해 후속 공정에서 강하게 버틸 수 있음.

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(이 두 가지 종류가 항상 헷갈리는데,

쉽게 외우는 방법은 둘 중 하나만 확실하게 외우기.

하나만 확실하게 알고 있으면, 나머지는 그 반대가 되니까)

 

포토레지스트(PR)의 종류. 1.Positive, 2. Negative

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EUV 공정의 PR은?

어떻게 다를까? 어떤 특징이 있을까?

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EUV의 광원은 Arf 광원과 동일한 PR을 사용할까?

- (아니요).

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EUV의 광원은 13.5nm로 짧고 높은 에너지를 갖는다.

따라서 EUV PR은 짧은 파장에도 민감하게 반응하는 높은 광반응성이 필요하다.

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또, 미세패턴을 구현하기 위해서는 PR이 얇아져야 한다.

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즉. A/R(Aspect Ratio = 높이 / 넓이)가 커지게 되는데 (A/R이 크다 = 패턴이 얇고 길어진다)

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PR이 얇고 길기 때문에 무너지지 않고 잘 서있을 수 있도록 단단해야 한다.