1. [핵심만 알자!] 포토마스크? 그게 뭐야?

 

Masking Layers : 마스킹 공정은 포토마스크, 소프트마스크, 하드마스크 등 다양한 종류의 마스크를 사용하며, 각각의 단계 또는 리소그래피의 종류에 적합하다.

1. Photomasks 는 일반적으로 광학 리소그래피에 사용되며 웨이퍼 상에 전사될 실제 패턴을 포함한다.
2. Soft masks 는 기판에 도포되고 나중에 원하는 패턴을 드러내기 위해 현상되는 포토레지스트 층을 의미한다.
3. Hard masks 는 더 부드러운 마스크가 가혹한 조건을 견딜 수 없는 에칭 공정에 사용되는 내구성 있는 마스킹 층이다.

 

 

1. Photon-based Lithography : 포토마스크를 사용하며 패턴을 전달하기 위해 UV 광을 포함하는 가장 일반적인 형태이다.
2. E-beam Lithography : 전자빔을 이용한 직접적인 기록을 포함하고, 물리적 마스크의 필요성을 부정한다. 전자빔 마스크는 기판 상의 레지스트 층에 패턴을 형성하기 위해 사용될 수도 있다.
3. Ion Beam Lithography : 전자 빔 리소그래피와 유사하지만 집속 이온 빔을 사용하여 직접 필기하거나 마스크를 만듭니다.
4. X-ray Lithography  : 중금속과 같이 X선을 흡수하는 물질로 만들어진 X선 마스크를 사용하여 종횡비가 높은 구조물을 패터닝한다.

 

 

Contact Printing : 포토마스크가 웨이퍼와 직접 접촉하는 가장 초기 형태의 리소그래피이다.
Proximity Printing : 손상을 방지하기 위해 마스크와 웨이퍼 사이에 작은 간격이 있는 접촉(contact) 인쇄보다 진보된 프린팅 기법이다.
Projection Printing : 웨이퍼에 마스크 패턴을 투사하기 위해 렌즈 또는 거울을 사용하는 현재의 표준으로, 감소(예: 5배, 4배) 및 더 높은 정밀도를 가지는 최첨단..? 기법이다.

Resolution Enhancement Techniques (RET) : 칩 상의 특징 크기가 감소함에 따라, 원하는 해상도를 달성하기 위해 위상-시프트 마스크 및 광 근접 보정과 같은 RET가 중요해졌다.
EUV Lithography : 극자외선 리소그래피는 고반사 마스크와 13.5nm 파장의 빛을 사용하여 10nm 미만의 특성을 구현하는 최첨단 기술이다. 현재 3나노 수준 패터닝이고, 2나노 가네마네 하고있다.

 

마스크 감소에 있어서 1x에서 5x로 그리고 그 이상으로의 진행은 반도체 디바이스의 수율, 비용 및 성능에 중대한 영향을 미친다. 결함 허용치가 5%에서 1%로 바뀐 것은 단 한 번의 결함으로도 칩이 작동하지 않을 수 있기 때문에 업계가 끊임없이 완벽을 추구하고 있음을 보여준다.

 

크리스 맥과 같은 천재들이 공정 개선에 상당한 기여를 했다. 이 분야의 지속적인 연구는 마스크 소재의 개선, 새로운 리소그래피 기법의 개발, 소형화의 경계 추진 등에 집중되어 있음을 잘 알 수 있다. 기술의 발전에 따라 마스크의 생산과 리소그래피의 비용과 복잡성이 계속 증가하고 있기 때문에 기술적인 문제뿐만 아니라 경제적인 문제도 있다.

 

 

사람들이 Photomask, Reticle로 구분되어 칭하고 있는데 통칭은 Photomask 임. 헷갈리지 말자.

 

- Photomask : Wafer 전면을 cover 함. (CP, PP, 1X Projection)

- Reticle : Wafer의 일부를 Cover함.(5X, 4X), Wafer면적/Reticle면적(배율 고려) ~ 50-100배

- Display용 Photomask : 1X Projection이면서 Panel의 일부를 Cover 함.