HighNA EUV 시대를 향한 포토레지스트 측정 및 결함 관리의 진전

하이 NA EUV(High Numerical Aperture Extreme Ultraviolet) 리소그래피, 특히 얇은 포토레지스트(PR)에 대한 측정기술(metrology)과 결함 관리(defectivity)의 진전은 2025년경에 예상되는 하이 NA EUV 시대로의 전환에 있어 중요한 이정표입니다. 2022년 EUV 리소그래피(EUVL) 워크숍에서 인텔의 발표는 이러한 전환이 실현 가능하다는 것을 뒷받침하는 중요한 발전을 보여주었습니다.

 

 

출처: 인텔

주요 내용:

1. 포토레지스트 두께와 도전 과제:
   • 하이 NA EUV 리소그래피는 수치 개구(Numerical Aperture)가 증가하여 더 미세한 피처 해상도를 가능하게 하지만, 포토레지스트 두께에 있어서 새로운 과제를 수반합니다. 포토레지스트 두께가 20 nm 이하로 줄어들 가능성이 있는데, 이는 패턴의 정확성을 유지하면서 결함을 최소화하는 것이 매우 어려워지는 상황을 만듭니다.
   • 얇은 포토레지스트는 선단 거칠기(LER), 선폭 거칠기(LWR) 등 패턴 변형에 더욱 민감해지기 때문에, 측정기술의 정밀도가 더욱 중요해집니다.
2. 측정기술의 도전 과제:
   • 기존의 중요한 차원 스캐닝 전자 현미경(CD-SEM)은 이렇게 얇은 층에서의 측정에 어려움을 겪고 있습니다. 이러한 작은 피처를 측정하는 데 필요한 정밀도가 현재 기술의 한계에 도달하고 있습니다.
   • 포토레지스트 두께의 감소는 노이즈를 증폭시키고, 레지스트를 손상시키지 않으면서도 정확한 측정을 수행하는 것이 어렵기 때문에 새로운 기술 또는 기존 측정 장비의 향상이 필요합니다.
3. 측정기술의 진전:
   • 이러한 도전에도 불구하고, 2022년 EUVL 워크숍에서 인텔은 긍정적인 진전을 보고했습니다. 이는 얇은 포토레지스트를 수용할 수 있도록 CD-SEM 기술의 개선, 산란계(scatterometry)와 같은 비파괴적 측정기술의 발전을 포함합니다.
   • 더 나은 데이터 해석을 위한 고급 알고리즘 및 모델의 개발도 얇은 포토레지스트에서도 측정이 정확하고 신뢰할 수 있도록 하는 데 중요한 역할을 합니다.
4. 결함 관리:
   • 결함 관리는 하이 NA EUV 리소그래피로 생산된 장치의 성능에 큰 영향을 미칠 수 있기 때문에 매우 중요합니다. 인텔은 더 나은 레지스트 공정 제어, 새로운 소재 조성, 그리고 더 정교한 검사 기술을 통해 결함을 줄이는 데 있어 진전을 보고했습니다.
   • 인텔의 "녹색 신호"는 이러한 측정기술과 결함 관리의 개선이 2025년까지 기술의 엄격한 요구 사항을 충족시킬 수 있도록 진행되고 있음을 시사합니다.

결론:

인텔이 제시한 진전은 특히 초박형 포토레지스트를 사용하는 하이 NA EUV 리소그래피에서 발생하는 측정기술과 결함 관리 문제들이 효과적으로 해결되고 있음을 보여줍니다. 여전히 과제가 남아 있지만, 인텔의 "녹색 신호"는 이러한 문제를 극복할 수 있다는 자신감을 나타내며, 2025년경 예상되는 하이 NA EUV 시대를 열기 위한 길을 닦고 있습니다. 이러한 진전은 반도체 제조에서 장치의 소형화를 계속 유지하고 무어의 법칙(Moore's Law)의 지속을 가능하게 하는 데 매우 중요합니다.