フォトリソグラフィとは?――光で回路パターンをウェハへ写す
レジスト塗布、露光、現像、解像度、Overlay、EUVまで、半導体のパターン形成工程を体系的に解説する。
まず結論
フォトリソグラフィは、ウェハ上のどこを加工し、どこを残すかという微細な地図を作る工程です。
露光機がシリコンを直接削るのではありません。光に反応するPhotoresistへPattern情報を与え、そのResist Patternを後のEtching、Ion Implantation、Deposition等のMaskとして利用します。
基本工程
- 表面処理
- Resist塗布
- Soft Bake
- Alignment
- Exposure
- Post Exposure Bake
- Development
- Inspection
製品やResistによって工程は変わります。
Positive / Negative Resist
Positive Resistは露光された部分が現像で除去される方式が代表的です。Negative Resistでは露光部が残る方式があります。
重要なのは、光の像を最終材料へ直接転写しているのではなく、まず化学的な溶解性差へ変換している点です。
解像度
小さいPatternを形成するには波長、光学系のNA、Process条件が重要です。古典的にはRayleighの関係で解像度を考えます。
微細化は短波長化だけではなく、Immersion、Multiple Patterning、Computational Lithography、EUVなど多数の技術で進んできました。
Overlay
多層構造では、新しいPatternを既存Patternへ正確に重ねる必要があります。線幅が小さくても位置がずれれば回路は成立しません。
したがってLithographyではResolutionと同時にOverlayが重要です。
EUV
EUV Lithographyは約13.5 nmの極端紫外線を利用します。EUVは空気や通常のLensを通しにくいため、真空環境、多層膜Mirror、特殊Light Source、Maskなど巨大な技術体系が必要です。
FPD/FOPLPとの違い
大型GlassやPanelでは、半導体Waferとは面積、要求解像度、露光方式、Panel変形など条件が違います。FOPLPではDie ShiftやMolding変形に合わせたAlignmentも重要なテーマになります。
次に読む
- Photoresistとは?
- Etchingとは?
- EUVとは?
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