5 나노미터 대응 EUV 리소그래피용 포토마스크 프로세스 개발
멀티 전자빔 마스크 묘화 장치를 이용하여 높은 생산성·정밀도를 실현
2020年7月15日
다이니혼 인쇄 주식회사(본사:도쿄 대표 이사 사장:기타지마 요시자 자본금:1,144억엔 이하:DNP)는, 멀티 전자빔을 사용하는 마스크 묘화 장치를 이용해, 현재의 반도체 제조의 최첨단 프로세스인 EUV(Extreme Ultra-Violet: 극단 자외선) 리소그래피에 해당하는 5 나노미터(nm: 10-9m) 공정 상당한 포토마스크 제조 공정을 개발했습니다.
【5nm의 최첨단 반도체용 포토마스크 제조 기술의 특징】
〇현재 반도체 제조에서는, 포토리소그래피 기술에 의해 십수 nm의 회로 패턴을 실리콘 웨이퍼에 형성하고 있다. 그러나 포토 리소그래피 용 광원은 파장이 193nm 인 ArF (불화 아르곤) 등의 엑시머 레이저를 사용하고 있기 때문에 해상도에 한계가있었습니다. 이 과제에 대해 EUV 리소그래피에서는 파장이 13.5nm인 EUV를 광원으로 함으로써 수 nm의 회로 패턴의 형성이 가능해진다. 이 EUV 리소그래피 기술은 일부 반도체 메이커로, 5~7nm 프로세스의 마이크로프로세서나 최첨단 메모리 디바이스 등에서의 실용화가 시작되고 있어 향후는 최첨단 프로세스를 다루는 많은 반도체 메이커로 이용이 확대될 것으로 전망되고 있습니다.
〇DNP는 2016년에 포토마스크 전업 메이커로서 세계 최초로 멀티 전자빔 마스크 묘화장치를 도입해 ※1 차세대 반도체용 포토마스크의 묘화 시간을 대폭 단축하는 등 높은 생산성과 품질로 반도체 메이커의 요망에 부응해 왔습니다.
〇 이번 DNP는 멀티 전자빔 마스크 묘화 장치의 특성을 살린 새로운 감광 재료를 포함한 프로세스를 독자 설계하여 EUV 마스크의 미세 구조에 맞추어 가공 조건을 최적화함으로써 포토 마스크 전업 메이커로서는 처음으로 5nm 프로세스에 상당하는 고정밀 EUV 리소그래피용 포토 마스크 제조 프로세스를 개발했습니다.
〇멀티 전자빔 마스크 묘화장치는 26만개의 전자빔을 조사함으로써 고정밀 패터닝에 필요한 고해상도 레지스트의 사용이 가능해져, 곡선을 포함한 복잡한 패턴 형상에 대해서도 묘화 시간을 대폭 단축할 수 있습니다. 또, 이 장치의 리니어 스테이지(부재를 직선적으로 이동시키는 토대)는 동작 안정성이 높아, 묘화 정밀도의 향상을 실현했습니다.
EUV 리소그래피용 5nm 공정에 상당하는 고정밀 포토마스크(왼쪽), 패턴 확대 사진(오른쪽)
【향후의 전개】
향후 DNP는 국내외 반도체 메이커 외에 반도체 개발 컨소시엄, 제조 장치 메이커, 재료 메이커 등에 EUV 리소그래피용 포토마스크를 제공함과 동시에 EUV 리소그래피의 주변기술 개발을 지원해 2023년에는 연간 60억엔의 매출을 목표로 한다.
또한 벨기에에 본부를 둔 반도체의 국제연구기관 IMEC(Interuniversity Microelectronics Centre)를 비롯한 파트너와의 공동개발을 통해 3nm 이후의 보다 미세한 프로세스 개발을 진행해 나갈 것입니다.
DNP는 인쇄 기술과 정보 처리의 강점을 활용하여 Society5.0이 목표로 하는 고급 정보 사회를 지원하는 다양한 솔루션을 제공합니다. 그 중에서도, 고도의 정보사회에 불가결한 고성능인 반도체를 실현하기 위해, 인쇄 프로세스를 응용·발전시킨 「미세 가공 기술」을 활용해, 향후 더욱 수요가 높아지는 미세한 반도체용 포토마스크의 공급 체제도 강화해 갈 것입니다.
- DNP 뉴스 릴리스(2016년 12월 13일) “차세대 반도체용 포토마스크 생산 체제 강화”
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