EUV 마스크

포토 리소그래피(Photo Lithography) 공정
: 반도체 원 재료인 실리콘 웨이퍼에 회로 패턴을 형성하는 과정

- 노광 exposure
: 포토 공정 중 핵심 세부 공정
1. 설계 패턴이 새겨진 금속 마스크 mask 원판에 빛을 쪼인다
2. 마스크를 통과한 빛은 웨이퍼 위로 도포된 감광액(PR:photoresist)에 닿는다
3. 화학 반응이 일어나면 빛이 닿은 곳, 닿지 않는 곳을 선택적으로 제거하는 과정을 거친다
4. 이렇게 패턴이 만들어진다. 

- 금속 마스크는 회로 패턴을 고스란히 담은 필름에 비유할 수 있다.
    회로 정보를 담고 있는 원본 역할을 한다. 
    최종 반도체 완성품이 동작할 수 있도록 한다.

- 7나노 로직에 극자외선(EUV) 노광 공정이 도입되면서 마스크 분야에선 애로 사항이 많은 것으로 전해지고 있다.

- 펠리클 Pelicle 투과율 문제
: 먼지로부터 마스크를 보호하는 펠리클은 EUV용으로 아직 제대로 개발이 안 된 상태이다.
가격이 개당 5-10억원인 EUV 마스크에 먼지가 달라붙으면 쓸 수 없게 된다.
하지만 주요 제조사가 원하는 사양(투과율)을 달성한 EUV 펠리클은 현재 시장에 없다.
그래서 7나노에선 '마스크를 금방 폐기할 수 있다'는 위험부담을 감수하면서 펠리클을 쓰지 않고 공정을 진행한다.

- 투과율이 낮은 펠리클을 쓸 수 없는 이유
: EUV의 특별한 성질 때문. EUV는 빛 파장이 13.5 나노미터로 짧다. 파장이 짧아서 보다 미세한 회로를 그릴 수 있다.
다만 모든 자연계 물질, 심지어 공기에도 흡수되는 특수한 성질을 갖고 있다.

EUV 바로 전 세대인 불화아르곤(ArF) 액침(Immersion) 노광 장비는 광원이 대형 렌즈를 수직으로 투과해 마스크에 닿는 구조이다. 
EUV에 이러한 구조를 적용하면 렌즈가 대부분 광원을 흡수해버리는 문제가 발생한다.
때문에 EUV 장비는 다층 박막 특수 거울을 배치해 광원을 여러 차례 반사시켜 웨이어퍼에 닿게 하는 구조로 설계 되었다.

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EUV

( extreme ultra violet )는 극자외선 파장의 광원으로 웨이퍼에 패턴을 그리는 차세대 반도체 공정이다.

 

기존 불화아르곤(ArF) 광원보다 파장이 훨씬 짧아 세밀하게 패턴을 그릴 수 있다.

기존의 ArF, KrF 방식으로는 미세공정이 진행될수록 멀티패터닝 방식을 사용해 공정 단계 수가 계속 늘어났고, 이에 따라 필요한 마스크의 개수도 필연적으로 늘어났다. 동시에 사이클 타임이 길어지고 비용이 늘어나는 등의 문제가 있었다.

 

하지만 EUV 방식으로는 싱글패터닝 으로만 14나노 수준까지 미세공정이 가능하고, EUV에 멀티패터닝 기술까지 도입한다면 이론적으로 2 나노 이하의 공정까지 가능하다. 

EUV 싱글 패터닝은 기존 DUV 멀티패터닝 방식 대비 15-50% 수준까지 비용 절감 가능. 사이클 타임 3-6배 줄어듬. 저발열, 저전력에 따른 퍼포먼스 향상까지 가능.

 

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EUV용 마스크는 모든 물질에 쉽게 흡수되는 성질을 가진 EUV 광원을 '반사'해야 해 고도의 기술을 요한다.

 

EUV 펠리클은 마스크가 오염되지 않도록 하는 덮개를 말한다. 펠리클을 사용하면 불량률이 감소하고, 마스크 교체 횟수가 줄어들어 비용이 줄어든다.

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[ 출처 ]

- 반도체 EUV 공정 '물리 마스크 보정 기술' 왜 중요한가? : 백서 안내

www.thelec.kr/news/articleView.html?idxno=6657

반도체 EUV 공정 '물리 마스크 보정 기술' 왜 중요한가? : 백서 안내 - 전자부품 전문 미디어 디일

 

www.miraeassetdaewoo.com/public/mw/blog/html/20200803113151.html?ver=20210304100656

www.etnews.com/20200526000105