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반도체용 화학증폭 포지형 전자선 레지스트의 개발

전문가 제언: ○ 반도체 소자의 미세회로 퍠턴을 제조하는 기법에 있어서, 전자빔 리소그래피는 종래의 엑시머 레이저 리소그라피에 비해 차세대 반도체 소자 가공 기법으로 전망되고 있다.

○ 양산에 사용되는 리소그래피는 KrF 리소그래피(파장 248nm)이고, 실용화가 가까운 것은 ArF 리소그래피(파장 193nm)이다. 연구개발 단계에 있는 것은 F2 리소그래피(파장 157nm), EUV 리소그래피(파장 13nm), X선 리소그래피(파장 1nm), EB 리소그래피가 있다.

○ 전자빔으로 포토마스크를 제작하는 용도로 최초 사용한 포토레지스트는 고분자의 주 사슬을 절단하여 용해도를 높이는 기법을 이용하였으며 대표적인 것이 PMMA이다. 최근 들어 전자빔을 이용한 포토레지스트에 높은 해상도, 빠른 감도, 좋은 에칭 내성의 목적으로 KrF, ArF에서 쓰이는 화학증폭형 시스템을 이용하기 시작하였다.

○ EB 레지스트는 화학증폭형 및 비화학증폭형의 두 가지가 연구되고 있으며 고감도 및 플라스마 에칭 내성이 요구된다. KrF 레지스트 및 ArF 레지스트와 유사한 형태로 EB용 포지티브형 화학증폭형 레지스트로서 하이드록시스티렌/아크릴레이트 공중합체, POSS 구조를 측쇄로 하는 메타크릴레이트 공중합체가 있다. 또한 카테콜 유도체를 사용한 분자 레지스트도 있다. 알칼리 현상이 가능한 비화학증폭형 포지티브 레지스트로 폴리설폰을 용해억지제로 한 노볼락계 레지스트도 있다. 케이지형 및 네크워크형의 SiH 부분을 함유하는 실세스키옥산에 광산발생제 또는 광염기발생제를 혼합한 레지스트는 네가티브형 EB 레지스트이다.

○ 반도체 소자의 미세패턴을 제작하는데 있어서 리소그라피는 광의 특성에 따라 선폭 및 그 형상이 상당히 중요하다. 우리나라의 반도체 산업은 세계적으로 앞서고 있는 만큼 본 내용을 참고하여 미래에 이용될 첨단 리소그라피 광의 종류, 특성 및 패턴닝 기법에 대한 연구를 파악하여 계속 투자 및 추진해야 할 것으로 판단된다.

저자: Hideo HORIBE
자료유형: 학술정보