펠리클 위 먼지는 안 찍힌다
1비밀은 막이 아니라 틈
펠리클이 먼지를 막아 주는 비결은 막 자체가 아니에요. 마스크와 막 사이 몇 mm 틈에 있어요.
2빛으로 줄여 찍는다
노광기는 마스크의 회로 무늬를 빛으로 줄여서 웨이퍼에 찍어요.
3먼지 한 톨이 모든 칩에
마스크에 먼지가 앉으면 그 무늬를 찍는 칩 자리마다 똑같은 불량이 반복돼요.
4틀을 세워 얇은 막을 씌운다
마스크 위에 틀을 세우고 머리카락보다 훨씬 얇은 막을 씌워요.
5먼지는 막 위에 앉는다
이제 먼지는 마스크가 아니라 막 위에 앉아요. 회로에서 몇 mm 떨어진 자리예요.
6초점 밖이라 안 맺힌다
초점은 회로면에만 맞아 있어요. 막 위 먼지는 흐릿하게 번져서 웨이퍼에 맺히지 않아요.
7EUV에서는 더 어렵다
EUV 빛(13.5 nm)은 대부분의 물질에 흡수돼요. 그래서 막이 극도로 얇아야 해요.
8두 번 지나면 81%
반사 마스크라 빛이 막을 갈 때 한 번, 돌아올 때 한 번 지나요. 90%씩 통과해도 81%만 남아요.
9흡수된 빛은 열이 된다
막이 흡수한 빛은 열이 돼요. 진공 속에서는 공기로 식힐 수 없어서, 막이 수백 도를 견뎌야 해요.
창문 너머 먼 풍경에 초점을 맞춰 사진을 찍으면, 유리창에 붙은 먼지는 사진에 흐릿하게 번져서 거의 보이지 않아요.
펠리클이 하는 일이 바로 그 '유리창'이에요. 회로면이 풍경이고, 막은 몇 mm 앞에 있는 창이에요. 먼지가 막 위에 앉아도 초점이 회로에만 맞아 있어서 번져 버리죠.
먼지를 닦아 내는 게 아니라, 먼지가 초점 밖에 있게 만드는 방법이에요.
- 마스크 하나의 결함이 모든 칩에 반복되니, 마스크를 먼지에서 지키는 일은 수율과 직결돼요.
- EUV는 투과율과 열 문제가 함께 걸려 있어요. 그래서 더 잘 통과시키고 더 잘 견디는 새 소재(탄소나노튜브 등)가 개발되고 있어요.
해외 회사는 업계에 널리 알려진 대표 업체를 골랐고, 국내 회사는 소부장 리서치 자료에 나온 회사만 담았습니다. 회사 소개일 뿐 투자 추천이 아닙니다.
더 깊이 — 원문 요약·용어 정리·출처
회로 원판(마스크)에 씌우는 얇은 막, 펠리클 위에 앉은 먼지는 웨이퍼에 찍히지 않습니다. 비밀은 막 자체가 아니라, 마스크 회로와 막 사이 몇 mm의 틈 — 그 거리만큼 먼지가 초점 밖으로 밀려납니다.
- 펠리클 위 먼지는 찍히지 않습니다 — 마스크에 씌운 얇은 막입니다
- 비밀은 막이 아니라, 마스크와 막 사이 몇 mm 틈에 있습니다
- 노광기는 마스크의 회로 무늬를 빛으로 줄여 웨이퍼에 찍습니다
- 그런데 마스크에 먼지 한 톨이 앉으면, 칩 자리마다 똑같이 찍힙니다
- 그래서 틀을 세워 머리카락보다 훨씬 얇은 막을 씌웁니다
- 이제 먼지는 회로에서 몇 mm 떨어진 막 위에 앉습니다
- 초점은 회로에만 맞아서, 막 위 먼지는 흐릿하게 번져 맺히지 않습니다
- EUV에선 더 어렵습니다 — 이 빛(13.5 nm)은 대부분 물질에 흡수됩니다
- 반사 마스크라 빛이 막을 두 번 지나, 90%씩 통과해도 81%만 남습니다
- 흡수된 빛은 열이 되고, 진공 속 막은 수백 도를 견뎌야 합니다
펠리클은 먼지를 없애는 막이 아니라, 먼지가 앉을 자리를 회로에서 몇 mm 떨어뜨려 놓는 막입니다. 노광기의 초점은 마스크 회로 면에만 맞아 있어서, 그 거리만큼 떨어진 먼지는 웨이퍼에 맺히지 않습니다.
EUV용 펠리클은 빛을 거의 다 삼키는 13.5 nm 빛을 두 번 통과시켜야 하고, 그 과정에서 생긴 열을 진공 속에서 견뎌야 해서 만들기가 훨씬 어렵습니다.
손에 쥔 폰 칩의 회로도, 이렇게 마스크에서 빛으로 옮겨 찍은 것입니다.
- 펠리클
- 마스크의 회로 면 위에 틀을 세우고 씌우는 아주 얇은 막입니다. 먼지가 마스크에 직접 닿지 않고 몇 mm 떨어진 막 위에 앉게 해, 노광 때 먼지가 웨이퍼에 찍히지 않게 합니다.
- 마스크(레티클)
- 칩 회로 무늬가 그려진 원판입니다. 노광기는 이 무늬를 빛으로 줄여 웨이퍼에 찍습니다(EUV 노광기는 4배 축소). 마스크에 결함이 있으면 그 무늬를 찍는 칩 자리마다 같은 결함이 반복됩니다.
- 초점
- 노광기 렌즈(EUV는 거울)는 마스크의 회로 면에 초점을 맞춥니다. 회로 면에서 몇 mm 떨어진 펠리클 위의 먼지는 초점 밖이라 상이 맺히지 않습니다.
- EUV
- 파장 13.5 nm의 극자외선입니다. 대부분의 물질이 이 빛을 흡수하기 때문에 렌즈 대신 거울과 반사형 마스크를 쓰고, 펠리클 막도 극도로 얇아야 합니다.
- 두 번 통과
- EUV 마스크는 빛을 반사하므로, 빛이 마스크로 갈 때 한 번, 반사돼 나올 때 한 번 펠리클을 지납니다. 한 번에 90%가 통과하면 두 번 뒤엔 0.9×0.9 = 81%만 남습니다(펠리클 요구 성능의 하한으로 쓰이는 값). 최신 탄소나노튜브(CNT) 펠리클은 한 번 통과율 94% 이상을 목표로 개발되고 있습니다.
- 펠리클 열
- 막이 흡수한 빛은 열이 되고, 진공 속에서는 공기로 식힐 수 없습니다. ASML은 자사 EUV 펠리클이 고진공에서 최대 500 ℃를 견딘다고 밝혔습니다.
막이 얼마나 얇고, 얼마나 버텨야 하는지입니다.
막 두께는 수십 nm, 머리카락보다 수천 배 얇습니다.
EUV 막은 고진공 속에서 최대 500도까지 견디도록 만들었다고 ASML이 밝혔습니다.
영상의 "90%씩 통과"는 요구되는 최저선이고, 최근 탄소나노튜브 막은 94% 이상 투과를 목표로 개발 중입니다.
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