극 자외선리소그래피는 초미세 패터닝 및 고급 전자 제품 생산을 위한 최첨단 반도체 기술이다. 10nm 미만의 초미세 패터닝 기술의 중요한 해결과제는 분해능과 민감도를 유지하는 동시에, 최종 패턴의 LER (line-edge ...
극 자외선리소그래피는 초미세 패터닝 및 고급 전자 제품 생산을 위한 최첨단 반도체 기술이다. 10nm 미만의 초미세 패터닝 기술의 중요한 해결과제는 분해능과 민감도를 유지하는 동시에, 최종 패턴의 LER (line-edge roughness, 선폭 거칠기)를 줄이는 소재 및 공정 개발이다. 목표로 하는 패턴 및 LER의 크기가 포토레지스트의 주 구성물질인 고분자 사슬이 공간에서 차지하는 크기에 가까워짐에 따라, LER의 주요 요인을 규명하기 위해서는 고분자 사슬의 형태와 공간상의 분포가 고려되어야 한다. 본 연구에서는, 극 자외선 리소그래피 이미징 공정을 coarse-grained 모델을 활용하여 단계별 고분자 사슬의 입체 배향 및 구조 변화 여부를 비롯한 물리적/화학적 현상을 묘사하는 시뮬레이터를 개발했다. 분자 모델링을 통해, 리소그래피 공정 동안 레지스트 재료 요소의 특성 변화에 따라 노광/비노광 사이 계면의 두께 및 요동(fluctuation)을 예측함으로써 계면의 변화가 발생할 수 있음을 입증하였다. 사슬의 입체 형태 및 Flory-Huggins 파라미터, 분자량, 보호기의 비율, 유리 전이온도와 같은 레지스트 물질의 특성이 고분자 사슬이 LER 형성에 어떤 영향을 끼치는지 분석하였다.
극 자외선 리소그래피는 초미세 패터닝 및 고급 전자 제품 생산을 위한 최첨단 반도체 기술이다. 10nm 미만의 초미세 패터닝 기술의 중요한 해결과제는 분해능과 민감도를 유지하는 동시에, 최종 패턴의 LER (line-edge roughness, 선폭 거칠기)를 줄이는 소재 및 공정 개발이다. 목표로 하는 패턴 및 LER의 크기가 포토레지스트의 주 구성물질인 고분자 사슬이 공간에서 차지하는 크기에 가까워짐에 따라, LER의 주요 요인을 규명하기 위해서는 고분자 사슬의 형태와 공간상의 분포가 고려되어야 한다. 본 연구에서는, 극 자외선 리소그래피 이미징 공정을 coarse-grained 모델을 활용하여 단계별 고분자 사슬의 입체 배향 및 구조 변화 여부를 비롯한 물리적/화학적 현상을 묘사하는 시뮬레이터를 개발했다. 분자 모델링을 통해, 리소그래피 공정 동안 레지스트 재료 요소의 특성 변화에 따라 노광/비노광 사이 계면의 두께 및 요동(fluctuation)을 예측함으로써 계면의 변화가 발생할 수 있음을 입증하였다. 사슬의 입체 형태 및 Flory-Huggins 파라미터, 분자량, 보호기의 비율, 유리 전이온도와 같은 레지스트 물질의 특성이 고분자 사슬이 LER 형성에 어떤 영향을 끼치는지 분석하였다.
Extreme ultraviolet lithography (EUVL) is a leading-edge technology for pattern miniaturization and producing advanced electronic devices. One of the current crucial challenges for further scaling down the technology is reducing the line-edge roughness (LER) of the final patterns while simultaneousl...
Extreme ultraviolet lithography (EUVL) is a leading-edge technology for pattern miniaturization and producing advanced electronic devices. One of the current crucial challenges for further scaling down the technology is reducing the line-edge roughness (LER) of the final patterns while simultaneously maintaining high resolution and sensitivity. As the target sizes of features and LER become closer to the polymer size, polymer chain conformations and spatial distribution of the materials should be considered to understand the primary sources of LER. Here, we proposed a molecular approach of EUV photoresist modeling which allows to describe conformation changes of polymer chains over EUV patterning process. Our new simulation model demonstrated interface variation represented by width and fluctuation at the edge of the pattern could be caused by characteristic changes of the resist material during the lithography processes. We determined the effect of polymer chain conformation on LER formation and how it finally contributed to LER formation with various resist material parameters (e.g., Flory-Huggins parameter, molecular weight, protected site ratio, and Tg).
Extreme ultraviolet lithography (EUVL) is a leading-edge technology for pattern miniaturization and producing advanced electronic devices. One of the current crucial challenges for further scaling down the technology is reducing the line-edge roughness (LER) of the final patterns while simultaneously maintaining high resolution and sensitivity. As the target sizes of features and LER become closer to the polymer size, polymer chain conformations and spatial distribution of the materials should be considered to understand the primary sources of LER. Here, we proposed a molecular approach of EUV photoresist modeling which allows to describe conformation changes of polymer chains over EUV patterning process. Our new simulation model demonstrated interface variation represented by width and fluctuation at the edge of the pattern could be caused by characteristic changes of the resist material during the lithography processes. We determined the effect of polymer chain conformation on LER formation and how it finally contributed to LER formation with various resist material parameters (e.g., Flory-Huggins parameter, molecular weight, protected site ratio, and Tg).
주제어
#EUV photoresist line-edge roughness coarse-grained model molecular simulation
학위논문 정보
저자
박주혜
학위수여기관
전남대학교 대학원
학위구분
국내석사
학과
고분자공학과
지도교수
허수미
발행연도
2020
총페이지
43
키워드
EUV photoresist line-edge roughness coarse-grained model molecular simulation
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