MPT (Multi Patterning Technology) 란?

MPT (Multi Patterning Technology) 란?

반도체 공정에서 MPT (Multi Patterning Technology)는 Photolithography 공정에서 사용되는 ArF, KrF 등의 광원이 가진 파장 한계를 극복하고, 보다 미세한 선폭(Pitch)의 패턴을 형성하기 위해 사용되는 기술입니다.

광학적인 해상도의 한계로 인해 단일 노광(Exposure)으로는 구현할 수 없는 패턴을 만들기 위해 사용되며, 주요 방식으로는 패턴을 분할하여 노광을 여러번 진행하는 방식과 Spacer를 활용해 선폭을 줄이는 Self-aligned 방식이 있습니다.

(1) LELE (Litho-Etch-Litho-Etch)
- 구현하고자 하는 패턴을 분할해서(Coloring) 노광을 여러번 진행하는 방법
- 노광(Lihto) → 식각(Etch) → 노광(Lihto) → 식각(Etch)의 순서를 반복해서 진행
- 장점 : 구현할 수 있는 패턴의 자유도가 높고 기술적으로 구현하기가 비교적 용이함
- 단점 : 공정 수가 늘어나 생산성이 떨어지고, 비용이 증가함. 패턴 정렬(Overlay) 문제 발생 가능[Overlay 란?]

(2) SADP (Self-Aligned Double Patterning)
- Spacer 증착을 통해서 패턴의 선폭을 감소시키는 방법
- 노광을 통해 Mandrel 역할을 하는 Bar 패턴을 형성하고 양측 벽에 Spacer를 증착한 뒤, 이를 Blocking Mask로 활용해 식각을 진행
- SAQP (Self-Aligned Quadruple Patterning): SADP를 2번 진행해서 선폭을 1/4배로 감소
- 장점 : Self-Aligned 방식이기 때문에 패턴 정렬(Overlay) 문제 없음
- 단점 : LELE에 비해 공정이 복잡하고 추가적인 공정(식각, 증착 등)이 필요

[출처: Wikipedia]

최근에는 EUV(Extreme Ultraviolet) 노광 기술이 도입되면서, 기존에 ArF 기반 MPT를 통해 형성하던 패턴을 EUV로 한 번에 구현하는 것이 가능해졌습니다. 그러나 EUV로도 한번에 구현할 수 없는 초미세 선폭의 경우 여전히 LELE와 같은 MPT 방법이 사용되고 있습니다.
즉, MPT는 Photo 공정에서 해상도를 높이는 데 필수적인 기술로, 앞으로도 반도체 미세화를 위해 핵심적인 역할을 계속해서 수행할 것으로 예상됩니다.