전자빔 리소그래피에서의 몬테카를로 방법에 의한 레지스트 패턴 형상 시뮬레이션에 대한 연구

Abstract

반도체란 물질의 전기 전도도에 따라 전도도가 좋은 영역의 도체와 전도도가 떨어지는 영역의 부도체의 중간 영역에 속하는 특성을 갖는 물질들의 통칭으로 평소에는 전기 전도도가 좋지 않은 부도체의 (혹은 도체의) 특성을 가지지만 빛을 비추거나 열을 가하는 등의 작용 또는 특정 불순물을 넣는 등의 외부적인 영향 또는 인위적 조작을 통하여 도체의 (혹은 부도체의) 특성을 갖도록 전기적 성질을 변화시킬 수 있는 물질들을 말한다. 이러한 반도체는 적절한 인자들의 조절을 통하여 그 전기적 성질 및 흐름 등의 제어가 가능하여 과거로부터 마이크로프로세서, 메모리, 센서 등의 여러 전자소자들의 재료로써 많이 사용되어오고 있다. 이러한 반도체 소자는 복잡하고 다양한 여러 공정들을 통하여 제작된다. Lithography는 반도체 소자의 제작 공정 중 하나로써 반도체 소자의 제작 기술에 있어서 핵심적 공정이라 할 수 있다. 마치 카메라를 이용하여 필름에 맺힌 상을 인화지에 전사하듯이 반도체 기판 위에 실제의 패턴에 대한 형상을 전사하는 작업으로 가장 널리 알려진 optical lithography가 실제 공정상에서 널리 사용되어오고 있으며, 본 논문에서 중점적으로 다룰 electron beam lithography는 광학적 lithography에서 사용되는 mask의 제작 혹은 부분적 미세 패턴에 대한 직접적인 lithography 등에 사용되어오고 있다. 본 논문에서는 optical lithography에서 사용되는 mask의 제작 공정 및 미세 패턴의 제작에 사용되고 있는 electron beam lithography에서의 기판 위에 형성될 최종적 패턴의 형상을 예측할 수 있는 물질 내부 전이에너지 분포에 대한 연구 및 이를 예측할 수 있는 전산모사 프로그램의 개발에 대하여 알아보고자 한다.; A semiconductor is a solid material that has electrical conductivity between those of a conductor and an insulator. Semiconductor is changed its electrical characteristics by changing the external conditions, such as bias voltages, temperatures, lights, and so on. It is used to memory, microprocessor unit and sensor, and so on. As time goes on, the size of semiconductor devices is smaller and more integrated. Semiconductor devices are produced by many complex processes. Lithography is a key process of semiconductor devices to make a pattern on the wafer, which is similar to taking a picture. Electron beam lithography is one of the lithography methods and it used to make a mask, which is used in optical lithography, or direct writing a pattern on the wafer to make a semiconductor devices. Because of its difficulty problems like proximity effect, and charging effect, it is hard to predict a fine pattern of the semiconductor. In our research, we study the energy deposition in resist for the electron beam lithography using Monte Carlo method.