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노광용 레이저생성플라스마 극자외선광원

전문가 제언: ○ 차세대 반도체소자의 선폭을 줄일 수 있는 핵심기술은, 반도체제조 공정의 35%를 차지하고 있는 노광(Lithography)기술이다. 193㎚ 파장의 원자외선(DUV)을 이용한 현재 노광기술의 한계선폭은 45㎚ 이상이다.

○ 현재의 생산설비를 최대로 활용하면서, 선폭 22㎚ 이하의 차세대 소자를 경제적으로 양산할 수 있는 노광기술을 선점하기 위하여 선진국들과 반도체기업들은 차세대 노광기술로 알려진 극자외선노광(EUVL), 전자빔노광(EPL), 액침노광(LIL), 나노임프린트노광(NIL)에 대한 장·단점파악과 경쟁력 확보를 위하여 치열한 경쟁을 하고 있다.

○ 본문에 소개된 것과 같이, 일본의 Canon 등은 2000년부터 EUVA를 중심으로 EUVL기술 중에서 레이저생성 플라스마(LPP)방법으로 연구를 시작하여, 2006년에 13.5㎚의 EUV방사에 성공하였으며, 출력증가 등 여러 문제를 해결하여 2011년에는 22㎚ 선폭의 반도체소자를 양산할 계획으로 연구를 계속하고 있다.

– EUV광원개발은 출력 20㎾급 CO구동레이저(100㎑)와 발진기 및 증폭기로 구성된 MOPA방식으로, Xe타깃을 진공챔버에 고온, 고압분사 하여 집광하면 플라스마가 발생되면서 EUV가 생성된다. 반사주파수를 증폭하면서 출력을 증가시켜 노광광원으로 집광점 출력(IF)5.7W의 EUV(13.5㎚)발광에 성공하였다.

– 목표한 집광점 출력(IF)115W의 EUV(13.5㎚)에는 크게 못 미치지만, 극자외선을 발광시킨 점, 저렴한 CO구동레이저를 이용한 점, 타깃으로 Xe과 Sn을 고온·고압분사한 기술 등은 새로운 기술로 평가되며, 앞으로의 개발성공에 세계가 관심을 집중하고 있다.

○ 우리나라도 2012년에 선폭 22㎚ 반도체소자 양산을 목표로, 2002년부터 EUVL, NIL 등 노광기술 개발을 위하여 정부, 반도체업계 및 연구기관이 일체 협력하여 투자개발 중이다. 노광기술과 같은 핵심 요소기술도 반도체 강국으로의 기술을 유지해야 할 것이다.

저자: Hiroshi KOMORI, Akira SUMITANI, Akira ENDO
자료유형: 학술정보