디스플레이 노광 시스템에서 RET 조합을 통한 해상력 향상

Abstract

오늘날 디스플레이 제품의 치열한 해상도 경쟁으로 모바일, TV 등 디스플레이 제품 전 분야에 걸쳐 초 고해상도 기술 개발에 전력을 다하고 있다. 그 중심에는 초 고해상도 TFT Array 기술로 패터닝 소재개발 및 Fine pitch 구현이 가능한 패터닝 공정기술 개발 또한 요구되고 있다. 하지만 현재 노광 장치의 환경에서는 향후 초 고해상도 제품 대응에 있어서 한계가 있고, 이를 극복하기 위해 공정, 장비, 재료 분야에서의 연구가 지속적으로 진행되고 있다. 따라서 현재 사용 중인 노광 장치의 해상도를 극대화하기 위해서는 해상도 연장기술 (Resolution Enhancement Technique: RET)의 적용이 필요하다. Fine pitch 패터닝의 어려움은 디스플레이 노광장치에서 Optical Path Difference(OPD) 및 Optical Proximity Effect(OPE) 기인으로 나타나며, 이는 패턴 크기에 매우 의존적이며 패턴의 크기가 작아질수록 회절광의 영향이 크게 나타나기 때문이다. 본 연구에서는 Prolith 시뮬레이션 툴을 사용하여 파장 365nm의 Hg Lamp를 광원으로 하고 NA가 0.1인 광학계를 사용하는 리소그래피 시스템에서 구현 가능한 해상력의 수준을 예측하였다. 또한 파장의 범위를 365nm에서 250nm까지 확장을 기반으로 환형(annular, quasar)조명과 4구(quadrupole)조명의 최적 조건에서 패터닝 성능개선 효과 및 Fine pitch 구현의 한계성을 알아보았다. 그 결과 250nm를 포함한 파장 조건에서 광학적 한계 해상력 이하의 패턴에서 Depth of Focus(DOF) 및 Normalized Image Log Scale(NILS)가 향상되었으며, 여기에 최적화된 OAI(Off Axis Illumination)을 접목할 경우 Process Window 마진을 충분히 확보할 수 있었다. 향후 차세대 디스플레이 노광 장비에서 접목이 될 경우 그 효과성이 기대된다.