지난 반세기 역사를 가지고 있는 리소그래피에서 Stochastic failure 문제는 해결된 적이 결코 없다. 이는 열에너지가 존재하는 한 광자의 엔트로피는 없을 수 없기 때문이다. 더불어 광화학 반응에서 필수적으로 파생되는 양전자 혹은 라디칼의 엔트로피 역시 stochastic failure 에 크게 기여한다.

다만 수백 나노 이상의 비교적 큰 스케일에서는 해당 stochastic failure 문제가 크게 부각되지 않았다. 하지만 EUV 반도체 공정 시대에서 수 나노 공정을 추구하는 지금, 이러한 stochastic failure 문제는 주요 이슈가 될 수밖에 없다. 이는 stochastic failure 에 의해 파생될 수 있는 패턴 구조적 에러가 수 나노에 이를 수 있기 때문이다. 현재 분자 혹은 원자 수준의 구조적 에러를 달성할 수 있는 기술은 없는 상태이다.

더불어 stochastic failure 에 의해 유도되는 광민감도-구조적에러-해상도 딜레마는 해당 문제의 근원적 해결을 더욱 어렵게 한다. 이는 광민감도를 향상시키기 위해 조사 광량을 줄이면 구조적에러가 증가하고 해상도가 나빠지는 등, 광민감도-구조적에러-해상도 변수가 커플링 되어 있기 때문이다. 이러한 광민감도-구조적에러-해상도가 동시에 향상될 수 없는 딜레마는 오랜 기간 리소그래피 연구에서 풀지 못한 난제였다.

본 연구에서는 광감성 물질의 광액화의 물리적 해석을 기반으로 광민감도-구조적에러-해상도 딜레마의 근본적 해결책을 제시하고자 한다. 먼저 광감성 물질 기반 레지스트를 선행 리소그래피로 패턴화 한다. 그 후 후속 노광 과정을 통해 광액화를 유도하고 패턴의 구조적에러를 분자 혹은 원자 수준으로 감소시킨다. 이를 기반으로 광민감도-구조적에러-해상도 변수를 완전히 디커플링 시킬 수 있어 광민감도-구조적에러-해상도 딜레마를 완전히 해소할 수 있다. 이는 리소그래피 역사상 최초로 엔트로피 한계를 극복한 방법이 될 것이다.