다. 레티클(마스크)기술
(1) 마스크 제작
마스크 제작은 필요한 전기적 파라미터를 물리적 크기로 나타내는 것부터 시작한다. 그 다음에 패턴이 유리판의 표면에 옮겨진다. 포토마스크는 유리 기판 위에 에멀션(Emulsion), 크롬, 산화철 박막 등으로 만든다. 포토마스크 제작에는 두 가지 방법이 있다. 레티클(Reticle) 및 E-Beam 기술이다. 레티클 방법은 2-3 마이크론 패턴까지의 포토마스크를 만든다. E-Beam 기술은 패턴이 마이크론 이하인 포토마스크를 제작하는데 쓰인다. [그림 1.1-2-14]는 설계된 회로패턴을 E-beam으로 유리판 위에 그려 제작한 Mask(Reticle) 레티클 기술은 사진원판 및 기준위치 설정기술로서 그 요소기술로는 x-ray mask, PSM (Phase Shift Mask), Quartz mask, Stencil mask, 레티클 정렬, 레티클 스테이지, 레티클 브라인더, 레티클 핸들링 시스템 (레티클 핸들러, 바코드), Pellicle 등의 기술이 있다.
(2) Phase Shift Mask
위상변이 마스크(Phase Shift Mask)는 기존의 일반 마스크 기판에 위상 반전층을 형성하여 이 부분을 투과한 빛의 위상을 반전 혹은 변이 시킴으로써 해상력을 높이고자 만든 것이다. 이와 같은 위상변이 마스크는 위상변이 층을 배치하는 방법과 배치하고자 하는 의도에 따라 여러 종류로 나뉘어진다. 또 형성하고자 하는 패턴에 따라 그 방법의 적용성 여부 및 적용 효과가 각기 다르게 나타나고 있다.
(가) 하프톤(Halftone)형 위상변이 마스크
이 원리는 일반적으로 알려진 위상변이 마스크 기술과 같이 인접 패턴의 광 위상 차가 180⁗가 되도록 하여 해상도 및 초점심도를 개선하는 것이다. 마스크의 제작 방법은 일반적인 마스크 제작방법과 동일한 순서, 즉 마스크의 전면 광 차광 막인 크롬막 대신에 반 투과막을 사용하고 노광, 현상, 에칭의 순서로 제작하게 된다. 따라서, 하프 톤형 위상변이 마스크에서는 패턴화 된 하프 톤 층이 투명 기판 위에 형성되고 광 스크린 층은 하프 톤 층위에 형성된다.
(나) Alternative형 위상변이 마스크
IBM의 레벤슨(Levenson)이 고안한 위상변이 마스크의 형태로, 석영 기판을 선택적으로 식각 함으로써 식각된 부분과 식각되지 않은 부분을 투과하는 빛이 서로 180⁗의 위상차를 갖게 되어 있다. BIM(binary mask)의 경우 크롬 패턴 양쪽의 투과부에서 입사한 빛이 상호 간섭하여 크롬이 완전한 차광부로서의 역할을 하지 못했다. 즉 마스크를 지난 Electric Field가 웨이퍼에 도달했을 때 회절과 보강 간섭에 의해 그 최저 광도가 0에 도달하지 못하여서 원하는 패턴을 형성하지 못하는 결과를 가져왔다. 따라서 웨이퍼상의 감광제는 한도 이상의 빛에 노출되어 현상시 일부가 깎여 나가게 된다.
(4) Pellicle
Pellicle의 원리와 구조를 중심으로 볼 때 얇고 투명한 막으로 마스크(Mask)와 레티클(Reticle) 표면을 대기중의 분자나 다른 형태의 오염으로부터 보호해 줍니다. 막은 금속, 일반적으로 양극 산화된 알루미늄 프레임에 부착한 후 안정되게 레티클 위에 단단히 부착되어집니다. 일반적으로 펠리클은 반도체 노광 장비, 프로젝션 얼라이너(Projection Aligner)에서는 레티클의 한쪽 크롬(Cr)면에 부착되어지고, 스텝퍼(Stepper)에서는 일반적으로 레티클의 크롬면과 유리면 양쪽 모두에 부착되어 펠리클 표면에 부착되어진 이물질(Particle)이 레티클 표면으로부터 웨이퍼 이미지에 영향을 주지 않을 거리에 위치하게 됩니다.
(가) 펠리클의 사용목적
- 반도체 제품 수율의 향상
- 포토마스크의 오염으로부터의 보호
- 포토마스크의 사용 수명 연장
- 포토마스크 세정 주기의 연장
- 반복적인 포토마스크의 사용 시 오염원으로부터의 격리
(나) 펠리클 사진
(다) 펠리클의 구조
(라) Pellicle Protection Mechanism
(마) 재료
Item g&i Series LCD Series DUV Series
Pellicle Membrane NC NC Fluoro Polymer
Membrane Adhesive UV cured Adhesive UV cured Adhesive Fluoro Polymer Adhesive
Frame Anodized Aluminum
Adhesive Hot-Melt Adhesive
Liner Polyester
라. 렌즈기술
렌즈기술은 노광 장치를 구성하는데 있어 가장 핵심적인 단위기술로서 레티클 위에 새겨진 정밀패턴을 손상 없이 일정한 배율로 웨이퍼 위로 전사시키느냐를 결정하는 기술이다. 렌즈기술은 설계기술보다는 정밀 가공기술이 핵심기술이다. 또한 파장이 짧아짐에 따라 렌즈에서 많은 흡수가 일어나므로 새로운 재료의 개발기술도 필수적이다. 요소기술로서는 Acromatic Lens, Monochromatic Lens, Electro-Magnetic Lens, 광축정렬 및 광학계 조립, Thin Film Coating, Lens 가공 및 테스트, Catadioptric System, Telecentric System 등의 기술이 있다.
(1) Achromatic Lens(수정 렌즈)
색수차를 없애주는 렌즈로 색소 렌즈라고도 한다. 최초의 현미경용 색지움 렌즈는 18세기말에 네덜란드에서 제조되었지만 배율은 매우 낮았다. 렌즈의 배율이 높아지면 구면수차(Spherical Aberration:렌즈의 곡면으로 인해 통과한 빛이 한 곳에 수렴되지 못하여 상이 흐려지는 현상)가 형성되고 색지움의 효과를 떨어뜨리기 때문에 고배율 색지움 렌즈의 제조는 매우 어려웠다. 1830년 영국의 현미경학자 J. J. 리스터는 2개의 색지움 렌즈를 조합하여 색수차와 구면수차가 크게 낮아진 고배율 렌즈를 개발했다.
렌즈에 들어간 빛은 색깔에 따라 굴절되는 정도가 다르기 때문에 정확하게 한 점에 모이지 못하고 서로 어긋난다. 수정렌즈란 이런 색수차를 없애기 위해 서로 다른 특성을 띤 렌즈 두 장(볼록렌즈와 오목렌즈)을 결합하여 만든 렌즈이다. 수정렌즈에는 수차가 남아있기 때문에 만족할 만큼 선명한 상을 만들지 못하고 초점비가 10이하인 단 초점 렌즈를 만드는데 어려움이 따른다.
(2) Catadioptric System
반사굴절 광학계로서 렌즈로 구성되어 광의 반사굴절 작용을 이용하는 광학계이다. [그림 1.1-2-24]는 축소 대물렌즈가 장착된 카타다이옵트릭 마이크로 리소그래픽용 투영광학시스템이다.
(3) Telecentric system
다른 깊이를 가진 대상물의 경우는 그 거리의 차이로 인해 크기가 다르며 원통과 같은 대상의 경우는 화각으로 인해 불필요한 상이 맺히게 된다. 이런 현상을 최소화하는 시스템이다.
(1) 마스크 제작
마스크 제작은 필요한 전기적 파라미터를 물리적 크기로 나타내는 것부터 시작한다. 그 다음에 패턴이 유리판의 표면에 옮겨진다. 포토마스크는 유리 기판 위에 에멀션(Emulsion), 크롬, 산화철 박막 등으로 만든다. 포토마스크 제작에는 두 가지 방법이 있다. 레티클(Reticle) 및 E-Beam 기술이다. 레티클 방법은 2-3 마이크론 패턴까지의 포토마스크를 만든다. E-Beam 기술은 패턴이 마이크론 이하인 포토마스크를 제작하는데 쓰인다. [그림 1.1-2-14]는 설계된 회로패턴을 E-beam으로 유리판 위에 그려 제작한 Mask(Reticle) 레티클 기술은 사진원판 및 기준위치 설정기술로서 그 요소기술로는 x-ray mask, PSM (Phase Shift Mask), Quartz mask, Stencil mask, 레티클 정렬, 레티클 스테이지, 레티클 브라인더, 레티클 핸들링 시스템 (레티클 핸들러, 바코드), Pellicle 등의 기술이 있다.
(2) Phase Shift Mask
위상변이 마스크(Phase Shift Mask)는 기존의 일반 마스크 기판에 위상 반전층을 형성하여 이 부분을 투과한 빛의 위상을 반전 혹은 변이 시킴으로써 해상력을 높이고자 만든 것이다. 이와 같은 위상변이 마스크는 위상변이 층을 배치하는 방법과 배치하고자 하는 의도에 따라 여러 종류로 나뉘어진다. 또 형성하고자 하는 패턴에 따라 그 방법의 적용성 여부 및 적용 효과가 각기 다르게 나타나고 있다.
(가) 하프톤(Halftone)형 위상변이 마스크
이 원리는 일반적으로 알려진 위상변이 마스크 기술과 같이 인접 패턴의 광 위상 차가 180⁗가 되도록 하여 해상도 및 초점심도를 개선하는 것이다. 마스크의 제작 방법은 일반적인 마스크 제작방법과 동일한 순서, 즉 마스크의 전면 광 차광 막인 크롬막 대신에 반 투과막을 사용하고 노광, 현상, 에칭의 순서로 제작하게 된다. 따라서, 하프 톤형 위상변이 마스크에서는 패턴화 된 하프 톤 층이 투명 기판 위에 형성되고 광 스크린 층은 하프 톤 층위에 형성된다.
(나) Alternative형 위상변이 마스크
IBM의 레벤슨(Levenson)이 고안한 위상변이 마스크의 형태로, 석영 기판을 선택적으로 식각 함으로써 식각된 부분과 식각되지 않은 부분을 투과하는 빛이 서로 180⁗의 위상차를 갖게 되어 있다. BIM(binary mask)의 경우 크롬 패턴 양쪽의 투과부에서 입사한 빛이 상호 간섭하여 크롬이 완전한 차광부로서의 역할을 하지 못했다. 즉 마스크를 지난 Electric Field가 웨이퍼에 도달했을 때 회절과 보강 간섭에 의해 그 최저 광도가 0에 도달하지 못하여서 원하는 패턴을 형성하지 못하는 결과를 가져왔다. 따라서 웨이퍼상의 감광제는 한도 이상의 빛에 노출되어 현상시 일부가 깎여 나가게 된다.
(4) Pellicle
Pellicle의 원리와 구조를 중심으로 볼 때 얇고 투명한 막으로 마스크(Mask)와 레티클(Reticle) 표면을 대기중의 분자나 다른 형태의 오염으로부터 보호해 줍니다. 막은 금속, 일반적으로 양극 산화된 알루미늄 프레임에 부착한 후 안정되게 레티클 위에 단단히 부착되어집니다. 일반적으로 펠리클은 반도체 노광 장비, 프로젝션 얼라이너(Projection Aligner)에서는 레티클의 한쪽 크롬(Cr)면에 부착되어지고, 스텝퍼(Stepper)에서는 일반적으로 레티클의 크롬면과 유리면 양쪽 모두에 부착되어 펠리클 표면에 부착되어진 이물질(Particle)이 레티클 표면으로부터 웨이퍼 이미지에 영향을 주지 않을 거리에 위치하게 됩니다.
(가) 펠리클의 사용목적
- 반도체 제품 수율의 향상
- 포토마스크의 오염으로부터의 보호
- 포토마스크의 사용 수명 연장
- 포토마스크 세정 주기의 연장
- 반복적인 포토마스크의 사용 시 오염원으로부터의 격리
(나) 펠리클 사진
(다) 펠리클의 구조
(라) Pellicle Protection Mechanism
(마) 재료
Item g&i Series LCD Series DUV Series
Pellicle Membrane NC NC Fluoro Polymer
Membrane Adhesive UV cured Adhesive UV cured Adhesive Fluoro Polymer Adhesive
Frame Anodized Aluminum
Adhesive Hot-Melt Adhesive
Liner Polyester
라. 렌즈기술
렌즈기술은 노광 장치를 구성하는데 있어 가장 핵심적인 단위기술로서 레티클 위에 새겨진 정밀패턴을 손상 없이 일정한 배율로 웨이퍼 위로 전사시키느냐를 결정하는 기술이다. 렌즈기술은 설계기술보다는 정밀 가공기술이 핵심기술이다. 또한 파장이 짧아짐에 따라 렌즈에서 많은 흡수가 일어나므로 새로운 재료의 개발기술도 필수적이다. 요소기술로서는 Acromatic Lens, Monochromatic Lens, Electro-Magnetic Lens, 광축정렬 및 광학계 조립, Thin Film Coating, Lens 가공 및 테스트, Catadioptric System, Telecentric System 등의 기술이 있다.
(1) Achromatic Lens(수정 렌즈)
색수차를 없애주는 렌즈로 색소 렌즈라고도 한다. 최초의 현미경용 색지움 렌즈는 18세기말에 네덜란드에서 제조되었지만 배율은 매우 낮았다. 렌즈의 배율이 높아지면 구면수차(Spherical Aberration:렌즈의 곡면으로 인해 통과한 빛이 한 곳에 수렴되지 못하여 상이 흐려지는 현상)가 형성되고 색지움의 효과를 떨어뜨리기 때문에 고배율 색지움 렌즈의 제조는 매우 어려웠다. 1830년 영국의 현미경학자 J. J. 리스터는 2개의 색지움 렌즈를 조합하여 색수차와 구면수차가 크게 낮아진 고배율 렌즈를 개발했다.
렌즈에 들어간 빛은 색깔에 따라 굴절되는 정도가 다르기 때문에 정확하게 한 점에 모이지 못하고 서로 어긋난다. 수정렌즈란 이런 색수차를 없애기 위해 서로 다른 특성을 띤 렌즈 두 장(볼록렌즈와 오목렌즈)을 결합하여 만든 렌즈이다. 수정렌즈에는 수차가 남아있기 때문에 만족할 만큼 선명한 상을 만들지 못하고 초점비가 10이하인 단 초점 렌즈를 만드는데 어려움이 따른다.
(2) Catadioptric System
반사굴절 광학계로서 렌즈로 구성되어 광의 반사굴절 작용을 이용하는 광학계이다. [그림 1.1-2-24]는 축소 대물렌즈가 장착된 카타다이옵트릭 마이크로 리소그래픽용 투영광학시스템이다.
(3) Telecentric system
다른 깊이를 가진 대상물의 경우는 그 거리의 차이로 인해 크기가 다르며 원통과 같은 대상의 경우는 화각으로 인해 불필요한 상이 맺히게 된다. 이런 현상을 최소화하는 시스템이다.
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