건식현상방식 반도체 감광공정 및 재료 세계 첫 개발

반도체의 미세회로 패턴을 형성할 때 습식현상액을 사용하지 않고 플라즈마를 이용해 패턴을 형성할 수 있는 건식현상 방식의 새로운 반도체 감광재료가 국내 연구진에 의해 세계에서 처음으로 개발됐다.

한국과학기술원(KAIST·원장 최덕인) 기능성고분자신소재연구센터 김진백 교수팀은 9일 지난 97년부터 3년 동안 총 6200만원의 연구비를 투입, 산소플라즈마를 이용해 선폭 193나노미터급 이상의 반도체 미세회로 패턴을 형성할 수 있는 반도체용 감광공정과 재료를 세계 처음으로 개발하는 데 성공했다고 발표했다.

이번에 개발한 방식은 실리콘을 함유하고 있는 에스테르기를 웨이퍼에 코팅한 후 노광과정을 거쳐 산소플라즈마로 에칭하면 실리콘이 산소플라즈마와 반응, 표면에 산화규소(SiO₂)막을 형성해 극미세회로의 패턴을 형성하는 방식으로, 기존의 다층레지스트나 표면이미징 시스템에 비해 공정이 간단하고 패턴의 붕괴를 방지할 수 있으며 알칼리수용액과 같은 액체로 현상하는 방식 대신 전기를 띤 산소플라즈마에 전장을 걸어주어 웨이퍼의 수직방향으로 현상할 수 있기 때문에 해상도를 개선하고 수직프로파일을 얻을 수 있는 장점이 있다.

특히 감광물질을 마스크로 해 산화실리콘이나 알루미늄 도선을 에칭할 때도 불소나 염소플라즈마를 사용하기 때문에 가스만 바꿔 연속적으로 공정을 진행할 수 있는 것이 특징이다.

지금까지 알칼리수용액을 이용한 습식방식의 경우 극미세회로 패턴을 형성시킬 때 표면장력에 의해 패턴의 선이 흐려졌다.

김진백 교수는 『이 공정을 사용할 경우 4기가급 이상의 메모리반도체의 패턴까지도 적용이 가능하다』고 말하고 『새로 합성된 물질을 사용해 새로운 물질특허와 기반기술을 확보할 수 있고 수입에 의존하고 있는 감광물질의 국산화가 가능해졌다』고 말했다.

<정창훈기자 chjung@etnews.co.kr>