이 질문 뒤에 면접관이 확인하려는 것은 따로 있습니다.
반도체 포토리소그래피는 회로 패턴을 웨이퍼에 전사하는 핵심 공정입니다. 포토레지스트(PR) 도포 → 노광 → 현상 → 에칭의 순서로 진행되며, 각 단계가 최종 패턴 충실도에 영향을 줍니다. 노광 단계에서 광원의 파장이 짧을수록 더 미세한 패턴을 구현할 수 있고, ArF 193nm에서 EUV 13.5nm로의 전환이 이 원리에서 나옵니다. 해상도 한계는 레일리 방정식(R = k1*lambda/NA)으로 표현되며, 수치구경(NA)을 높이거나 파장을 줄이거나 k1 인자를 낮추는 세 방향으로 개선됩니다.
OPC(광근접 보정)와 SMO(소스-마스크 최적화)는 k1을 효과적으로 줄이는 RET 기법입니다. 이 원리들을 학부 수업에서 배우면서, 공정 파라미터 조정 방향을 잡는 기본 틀이 생겼습니다.
학부 나노공정 실험에서 포커스와 노광량을 조합한 FEM(Focus-Exposure Matrix) 실험을 진행했습니다. 포커스가 최적 조건에서 벗어날수록 라인 패턴의 CD가 넓어지거나 좁아지는 것을 직접 측정했습니다. 노광량 과다 상태에서는 포지티브 레지스트 패턴이 예상보다 가늘어졌고, 포커스 오프셋이 겹치니 패턴이 끊기는 케이스도 나왔습니다. 두 파라미터가 독립적이 아니라 상호작용해서 CD에 영향을 준다는 걸 그때 처음 확인했습니다. 이론으로는 각 파라미터 효과를 알고 있었지만, 실제로 어떻게 겹치는지는 데이터를 보기 전까지 감이 없었습니다. 이 경험에서 공정 최적화는 파라미터를 하나씩 보는 것이 아니라 상호작용까지 함께 확인하는 것이라는 걸 배웠습니다.
학부 수업에서 레일리 방정식을 배웠을 때, NA를 높이면 해상도가 개선된다는 공식만 외웠습니다. 인턴에서 실제 공정 데이터를 보니 NA를 높이면 초점 심도(DoF)가 줄어 공정 윈도우가 좁아지는 문제가 생긴다는 걸 처음 알았습니다. NA를 무작정 높이는 게 아니라 공정 윈도우와 해상도 사이 균형을 맞춰야 한다는 내용은 수업에서 배운 범위 밖이었습니다. 엔지니어에게 여쭤봤더니 실무에서는 해상도 공식만이 아니라 마진 관점에서 공정을 설계한다고 하셨습니다. 이론의 한계를 인정하고 배운 것을 실무 맥락에서 다시 해석하는 것이 진짜 이해라는 걸 그때 알았습니다. 지금도 공식이나 이론을 배우면 어떤 조건에서 성립하지 않는지를 함께 찾아봅니다.
답변에서 흔히 빠지는 것들 — 빠져 있으면 꼬리질문이 깊어집니다.
이 질문에 이어 삼성전자 반도체 설비기술 면접관이 던질 가능성이 높은 후속 질문.
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