① Photolithography
Photolithography 공정은 어떤 특정한 화학약품(Photo resist)이 빛을 받으면 화학반응을 일으켜서 성질이 변화하는 원리를 이용하여, 얻고자 하는 pattern의 mask를 사용하여 빛을 선택적으로 PR에 조사함으로써 mask의 pattern과 동일한 pattern을 형성시키는 공정이다. Photolithography 공정은 일반사진의 film에 해당하는 photo resist를 도포하는 PR 도포공정, mask를 이용하여 선택적으로 빛을 조사하는 노광공정, 다음에 현상액을 이용하여 빛을 받은 부분의 PR을 제거하여 pattern을 형성시키는 현상공정으로 구성된다.
Photolithography 공정은 모든 공정 step이 각종 particle에 대해 매우 취약하고, 이로 인한 pattern 불량이 전체 panel의 불량을 유발하므로, 청정한 환경과 재료 및 장비의 관리가 보다 중요한 공정이며, 향후 TFT 제작공정의 고정밀, 대면적화에 따라서 그 중요성이 더욱 커지는 공정이다.
기본적인 공정은 figure 3.1과 같다. 각각의 step들을 살펴보면 다음과 같다.
1) Coat – 이전 공정으로부터 만들어진 산화막이 생성된 wafer가 준비된다. Photolithography를 위해 wafer를 photoresist 막을 코팅을 해야 한다. 코팅 방법은 figure 3.2에 상세히 나와 있다.
코팅 이후에는 박막의 adhesion을 단단하게 하고 습기(용매)를 날려내는 작업이 필요하지만 figure 3.1에는 생략되어 있다.
2) Expose – Step2에서 UV 빛으로 IC pattern이 새겨진 유리를 통과하여 photoresist 위에 쬐어준다. 유리의 패턴은 투명한 부분과 불투명한 부분으로 이루어져 있다. 투명한 부분으로는 UV가 통과하여 wafer위의 photoresist에 화학 반응을 일으킨다. 불투명한 부분은 UV가 차단되어 반응이 일어나지 않는다.
3) Develop – develop process동안 photoresist가 pattern대로 생성된다. photoresist에는 negative와 positive로 크게 두 가지 종류가 있다. Photoresist의 종류에 따라 develop 동안에 photoresist의 노출 된 부분이 제거되느냐 남아있느냐가 결정된다. Figure 3.3에서 positive와 negative photoresist의 차이가 나와 있다.
4) Etch – figure 3.1의 4번째에 나와 있듯 pattern 모양으로 산화막이 제거된다. 이 과정이 photolithograpy에 있기 때문에 photoresist가 사용되는 것이다. Photoresist가 제거된 부분은 etchant에 의해 깎여나가게 된다.
5) Strip – 마지막으로, figure 3.1의 5번째 과정에서 photoresist가 제거된다. wafer위에는 pattern 대로 생성된 산화막 만이 남음으로써 photolithography 과정이 완성된다.
출처 : 1999년 반도체 컨설팅 서비스 chapter 3
