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포토마스크

포토마스크는 집적 회로 패턴을 포함하고 있습니다. 또한 트랜지스터가 점점 작아짐에 따라 패턴을 실리콘 웨이퍼에 정확히 전달하기 위해 포토마스크 패턴이 더 복잡해졌습니다. 포토마스크의 사소한 결함 하나라도 실리콘 디바이스 성능에 영향을 미칠 수 있으며 그에 따라 포토마스크 제조 공정 기술은 더 발전하게 되었습니다. 포토마스크 패턴이 정확하고 결함이 없는지 검증하는 일은 매출 수익이 높은 칩의 경우 더욱 중요합니다.

 포토마스크는  일반적으로 6인치(약 152mm) 정사각형 모양의 용융 실리카(쿼츠) 기판으로서 리소그래피 공정에서 웨이퍼에 투영되어 직접 회로의 레이아웃 한 층을 형성하는 불투명, 투명 및 위상-반전 영역의 패턴으로 덮여 있습니다. 포토마스크의 크기는 웨이퍼의 크기와 무관하며, 일반적으로 300mm 또는 200mm 웨이퍼를 노광하는 리소그래피 장비에는 6인치 포토마스크가 사용됩니다.

웨이퍼 팹에서 포토마스크는 리소그래피 장비에 탑재되며, 해당 장비는 포토마스크에 빛을 통과시켜 웨이퍼 표면에 패턴을 투사합니다. 이후 패턴들은 후속 패터닝 단계에서 웨이퍼에 물질을 증착하거나 제거하는 데 도움을 줍니다. (패터닝에 대한 보다 더 자세한 내용 보기). 디바이스의 각 레이어에서 포토마스크 이미지가 없는 영역에 물질이 증착되거나 제거되며, 이어지는 각 레이어에서는 다른 포토마스크가 사용됩니다. 이 패터닝 공정은 칩 제작 전반에 걸쳐 실리콘 웨이퍼 상에서 여러 번 반복되어 여러 회로층을 형성하고 수십억 개의 트랜지스터를 상호 연결 시킵니다.

패터닝에 사용되는 주요 포토마스크 유형은 다음과 같습니다.

  • 바이너리 포토마스크 - 설계 회로가 크로뮴 같은 광흡수막으로 패터닝되는 포토마스크입니다. 웨이퍼 리소그래피 장비에 사용될 경우, 포토마스크를 통과해 전달되는 광선 패턴이 실리콘 웨이퍼의 포토레지스트 막에 이미징됩니다.

  • 위상 반전 마스크 - 바이너리 마스크와 유사하지만 몰리브데늄 실리사이드와 같이 빛의 일부만 통과시키고 위상을 바꾸는 광흡수막이 있는 포토마스크입니다. 이로 인해 포토마스크 복잡도가 증가하지만 웨이퍼 리소그래피 공정 마진은 향상됩니다.

포토마스크는 어플라이드에서 비중이 확대되고 있는 분야로, 레이저 라이팅과 레지스트 공정에서 임계치수(CD) 적합성과 검사에 이르기까지 포토마스크 생산에 관련된 포토마스크, 광학, 시스템 설계 전문가들의 심도있는 경험을 활용하고 있습니다. 200mm 웨이퍼 제조산업의 부활을 이끄는 동일한 요인들이 모바일, 자동차, 사물인터넷 애플리케이션의 대량 생산을 위한 포토마스크의 제조 수요를 증가시켰습니다. 이러한 수요 증가에 대응하기 위해 어플라이드 머티어리얼즈 시스템은 포토마스크 제조 공정의 중요한 부분을 해결합니다.