자이스가 전자빔으로 반도체 포토마스크를 수리, 극자외선(EUV) 노광 공정 결함을 최소화할 수 있는 기술을 발표했다. 포토마스크는 반도체 웨이퍼에 회로를 새기기 위한 핵심 부품이다. 값비싼 부품인 만큼 포토마스크 수명을 늘려 반도체 제조 생산성을 높이는 방안이 업계 화두다.
이성우 자이스코리아 공정제어솔루션 및 반도체제조기술(PCS-SMT) 부문 상무는 18일 '전자신문 테크서밋 2023'에서 '결함 없는 EUV 마스크를 가능하게 하는 자이스 기술'을 주제로 발표했다. 그는 “자이스 장비를 활용, 포토마스크 공정에서 발생할 수 있는 다양한 결함을 파악할 수 있다”고 밝혔다.
독일 광학기업 자이스는 EUV 노광장비에 적용되는 광학 부품을 공급한다. 계측 및 검사 장비 사업도 전개하고 있다. EUV 장비를 독점 생산하는 네덜란드 장비사 ASML과 협력, 노광기 핵심 광학 솔루션을 제공한다. 1846년에 설립, 176년의 역사를 자랑한다.
포토마스크는 고순도 쿼츠(석영)를 가공해 회로를 그린 투명 기판이다. 포토마스크에 빛을 투과하고 렌즈로 축소한 뒤 웨이퍼에 반도체 미세회로를 새겨넣는다. 사진을 인화할 때 원판인 필름 역할을 반도체 제조 공정에서 수행하는 셈이다. EUV 공정에서 마스크 가격은 장당 수억원을 호가, 결함 관리가 중요하다.
자이스는 포토마스크 결함 측정과 수정에 영역이미지측정시스템(AIMS), 리페어·튜닝(MeRIT), 먼지입자제거(PRT) 등 3가지 장비를 활용한다.
AIMS로 마스크를 계측하고 MeRIT 장비로 끊어진 부분을 연결하는 방식으로 수리한 뒤 PRT로 파티클(먼지입자)를 없앤다. 마스크에 먼지입자가 묻어있을 경우 성능에 문제가 생길 수 있기 때문에 뾰족한 팁이 있는 PRT를 활용, 긁어내거나 밀어내 제거한다. 이후 AIMS로 재확인한 뒤 이상이 없으면 출고 절차를 밟게 된다. AIMS 작동 원리는 스캐너와 동일하다.
이 상무는 “이런 과정이 없으면 마스크에 결함이 있어도 해결하기 쉽지 않다”며 “EUV 장비는 고가인데, 자이스 기술로 기회비용과 시간을 단축할 수 있다”고 말했다.
자이스 마스크 장비는 반도체 최첨단 공정인 3나노미터(㎚) 이하에서도 활용할 수 있다. ASML이 개발 중인 하이 NA EUV 장비에서도 사용이 가능하다는 의미다. 하이 NA EUV 장비는 회로 패턴 해상도를 높여 초미세회로를 구현할 수 있는 장비다. 업계에서는 3나노 이하 초미세 공정에는 하이 NA EUV 장비가 꼭 필요하다고 보고 있다.
이 상무는 “흔들리지 않고 연구개발(R&D)을 이어가 마스크 장비 기술력을 강화해 나가겠다”고 말했다.
이호길 기자 eagles@etnews.com
