펠리클에 구멍 뚫어 EUV 투과도 높이는 기술 개발
MLD 증착 기술 활용한 EUV용 건식 감광액도 연구
안진호 한양대학교 신소재공학부 교수가 9일 세종시에서 개최한 나노종합기술원 정부지원 반도체 소부장 테스트베드 기술개발 성과발표에서 발표를 진행하고 있다. / 사진=고명훈 기자
[시사저널e=고명훈 기자] “EUV 시대가 저물고 있다는 얘기들이 있는데 이제 시작이라고 생각한다.”
안진호 한양대학교 신소재공학부 교수는 9일 세종시에서 열린 나노종합기술원 정부지원 반도체 소부장 테스트베드 기술개발 성과발표에서 “반도체 선폭을 작게 만들어야 성능도 좋아지고 생산할 수 있는 비용도 낮출 수 있다”며 이같이 언급했다.
EUV는 13.5나노미터(nm) 파장의 극자외선을 사용하며 7나노급 이하 선단 공정 반도체를 제조하는 데 필수적인 기술이다. 현재 글로벌 반도체 제조사인 대만 TSMC, 삼성전자, 인텔, SK하이닉스 등은 선단 공정 경쟁력을 높이기 위해 EUV 활용을 강화하는 추세다.
EUV 장비는 네덜란드 ASML이 공급을 독점하고 있지만, 국내에서 EUV용 포토레지스트(감광액) 및 펠리클과 같은 필수 소재에 대한 연구개발이 활발히 진행 중이다.
안 교수는 이날 나노기술연구협의회에서 진행 중인 EUV 관련 핵심 소재 기술 개발 현황을 소개했다.
안 교수는 펠리클 기술 개발에서 중요한 진전을 이뤘다고 밝혔다. 펠리클은 반도체 노광공정에서 포토마스크를 보호하기 위해 사용되는 투명한 필름으로 EUV 광원을 통과시키는 데 있어서 투과도가 매우 중요하다. 기존 펠리클 기술은 물질에 관계없이 투과도를 76% 수준으로 유지했지만 펠리클에 구멍을 뚫는 방법을 도입함으로써 95%까지 향상시킬 수 있다.
안 교수는 “펠리클은 투과도가 좋아야 하는데 EUV는 모든 물질이 흡수된다는 특징을 갖고 있어서 흡수도를 낮추고 투과도를 높이기 위해 펠리클 필름을 얇게 만들어야 한다”며 “펠리클을 얇게 만들면 깨지기 쉽다. 그래서 구멍을 뚫기로 했다”고 말했다.
그러면서 “구멍을 통해 빛이 잘 지나가게 된다”며 “지금은 물질 관점에 초점을 맞춰 펠리클 개발 경쟁이 치열한데 구멍을 뚫는 이 방법을 쓰면 물질과 상관없이 투과도를 높일 수 있는 것”이라고 부연했다.
안 교수는 분자층증착(MLD) 기술을 활용한 건식 감광액 공정 개발도 진행 중이라고 말했다. MLD는 기존의 원자층증착(ALD) 기술보다 더욱 세밀한 분자 단위로 물질을 증착하며 균일한 박막을 형성할 수 있는 기술이다.
EUV는 기존의 불화아르곤(ArF) 광원을 사용한 액침 노광보다 필요한 광자의 수가 14분의 1로 적기 때문에 광자가 드문드문 위치하게 되면서 감광액 패턴의 가장자리가 거칠어지는 ‘라인 엣지’ 현상이 발생할 수 있다.
안 교수는 “MLD는 분자층을 한층 한층씩 쌓을 수 있는 기술인데 이를 이용해서 각각의 레이어에서 컴포넌트를 제어할 수 있다”며 “수직으로 정렬돼 있으니까 이를 접합해서 단단하게 붙여지는 형태로 만들면 궁극적으로 다른 기술보다 훨씬 더 해상도도 좋고 표면 거칠기를 개선할 수 있다. 이를 활용한 드라이 포토레지스트를 연구하고 있다”고 전했다.
출처 : 시사저널e (https://www.sisajournal-e.com)
