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A. 반도체 마스크란?
검색하면 요런 판때기가 찾아질텐데
요건 겉보기에 Optic KrF(line용) BINARY Reticle로 보임, 아-마도 Logic용으로 사용될 것으로 보이고
그게 뭔데 이 씹덕아?
이제부터 간략하게 알아보도록 하자
마스크란 간단하게 말하자면 팔만대장경 목판같은거임
요런 판때기에다가 불경(패턴)을 새기고
종이에다 쿵 찍어내면 불경이 찍혀나오잖아?
반도체 마스크도 이와 동일한 원리임,
간단하게 정리하자면
1. Blank Mask가 입고된다
2. 마스크에 원하는 패턴을 새긴다
3. 빛을 마스크에 통과시켜 웨이퍼에 원하는 패턴을 새긴다.
요 3가지 과정이 Mask의 역할임
첫번째 사진에 보이는 저 쬐깐한 검은 그림들을 웨이퍼에 복붙하는게 레티클의 역할이란것
Q. 레티클..? : 엄밀하게 정리하자면
1대1사이즈로 투영하는 것 = Mask
N대1사이즈로 축소 투영하는 것 = Reticle인데
관습적으로 Mask=Reticle으로 혼용해서 사용함
B. Blank Mask
블랭크 마스크란 아무 정보도 기입되지 않은 상태의 Reitcle을 의미하는데 위에서 언급한 팔만대장경에 아무 글자도 새기지 않은 상태와 동일하다고 생각하면 됨
일반적으로 Blank는 Shinetus와 HOYA사에서 구매해서 옴
블랭크의 구조는 Optic에서(i line~DUV)크게 3개층으로 구분됨
1. Mask의 구조를 이루는 쿼츠층
2. Mask의 패턴이 될 크롬층
3. Mask에 패턴을 새기기 위한 PR층
위 사진의 제일 위의 노란층이 포토레지스터층(PR)
검은색 층이 Cr층
젤 하단의 은색이 Qz층임
일단 지금은 젤 위쪽 사진만 보고 넘어가도록 하자
C. 블랭크 마스크의 구분
블랭크는 Cr층이 빛을 완전히 틀어막아버리는 Binary Mask와 빛을 일부 통과시키는 Phase Shift Mask(PSM)으로 나눠지게 됨
주로 Bin은 i line ~KrF까지 사용하고
PSM은 ArF~DUV에서 사용하게 되어있음
=PSM이 더 미세한 패턴을 찍어내기에 유리하다는 말이지? 그 이유를 알아보자
D. BINARY의 소개와 설계팀의 몸비틀기
가장 처음 등장한 형태의 Mask인데 이진법이라는 말에 걸맞게 Cr부는 Light Source를 100% 차단하고 Qz부는 빛을 100%(정확히는 80%가량 투과율)로 통과시킴
KrF(213nm) 파역대까지는 사용상 문제점이 없었으나 ArF source(193nm)를 사용하며 문제가 생기게 됨
왜냐구? 반붕이들이 고딩때 물리 공부하면서 들어봤을 '빛의 파동 간섭' 때문에 패턴 뭉개지거나 요상하게 찍혀나오기 시작함
일종의 광학적인 노이즈라고 볼 수 있음 이것에 대한 역발상으로 나온것이 Optical Proximity Correction과 (OPC)와 Scattering Bar (S-Bar)임
Opc란? : 찍으면 빛이 휘어서 노광된 모양이 개떡같이 나오네? 그럼 휘는걸 감안해서 패턴 모양을 개떡같이 설계하면 이쁘게 노광되지 않을까?
S-BAR란? : 노광된곳 옆에 보면 빛이 보강 간섭되어서 원하지 않는 곳에 노광된 부분이 생기는데 이부분에 역으로 빛을 통과시키면 증폭간섭된 빛이랑 상쇄간섭을 일으켜서 원하는대로 노광이 가능하지 않을까?
# 아래의 그림을 보면 더 쉽게 이해가 가능할것임
이렇게 OPC와 S-BAR를 사용하며
설계로 물리적 한계를 간간히 때워오던 Mask 시장도 ArF의 등장으로 인해 새로운 국면을 맞이하게 됨
- to be continued -
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