펠리클
펠리클
- 전자부품
- 펠리클 pellicle
- 사용목적
- 마스크 패턴에 먼지가 묻지 않도록 하는 목적으로 사용되는 very thin membrane을 말한다.
- 마스크로부터 일정거리 떨어진 지점에 위치하여 오염물질이 마스크에 직접적으로 부착되는 것을 막는 역할을 하는 동시에, 펠리클 상에 위치한 오염물질이 웨이퍼 상에 전사되지 않도록 탈초점(out of focus) 시키는 역할을 한다.
- stand-off distance: 펠리클과 마스크 패턴 사이 거리
- 재질
- mylar: 1.2um 두께. 350um 이상 파장에서 사용. 200nm 부근에서는 투과율이 급격히 저하된다. 반사index가 1.65로 반사율은 12%. 에너지손실이 4%~10%. 내부산란 등으로 사용하지 않는다.
- cellulose 재질로 약 0.72um, 99% 이상 투과율. i-line 이상 파장에서 사용. reflective index는 1.5로 light reflection은 8%, 에너지손실은 약 2%
- ArF, KrF 파장에서는, perfluoropolmer 재질로 약 0.84um(ArF) 0.92um(KrF) 두께, 투과율은 99.3, 99.5% 이상 보인다.
- EUV 13.5nm 파장에서는 현재 없다.
- 80W 노광에너지 입사광을 흡수하면 750K 온도까지 도달한다.
- 매우 얇은 막(열용량이 매우 작다.)이 진공상태에서 넓게 허공에 떠 있다.(열전도율이 매우 낮은 상태가 된다.)
- 투과율이 낮다면 (반사가 없다면, 손실되는 에너지는 펠리클 내부로 흡수되어) 펠리클은 매우 뜨거워진다.
- ASML이 개발한 82% 투과율을 보이는 두께 70nm polysilicon 펠리클을 사용해도 바로 망가졌다.
- SiNx 재료는 82W 에너지에 고장났다.
- 현실적으로 250W 노광에너지가 사용되어야 하는데, 이 정도이면 670도씨에 도달될 것이다.
- 녹는점이 높은 graphite, graphene 등 other carbon nanomaterials 은 (전기가 통해서?) EUV에 의해 전자 방출로 손상당하고 장치 내부에 설치될 것으로 예상되는 수소 크리닝 플라즈마에 쉽게 (Si도 마찬가지로 쉽게)에칭되는 문제가 있다.
- 수소 플라스마에 견디는 코팅을 할 수 있으나, 투과도를 떨어뜨리고 기계적 안정성(일부 부풀어 오르거나 쭈글거리는 문제)을 저해한다.
- 2019년 TSMC는 자체 펠리클로 제한된 생산을 시작했으며, 삼성은 2022년 적용 계획을 가지고 있다.
- 80W 노광에너지 입사광을 흡수하면 750K 온도까지 도달한다.
- (EUV 노광기처럼) 펠리클이 없으면
- 작업전에 테스트 웨이퍼를 사용하여 노광한 후, 결점을 확인한다.
- 결점이 없어질 때까지 마스크를 세척한다. 그 사이 작업된 웨이퍼는 재작업한다.
- 두께: 두께에 따른 optical interference 때문에 노광에너지 편차를 보이므로 파장별로 두께를 정확히 결정해야 한다.
- 두께는 1/2nλ이다.
- 그래도 단일 색상 조명(monochromatic illumination)을 사용하면 원치않은 standing wave가 발생되어 생각치 못한 변화나 disturbance가 발생되므로, polychromatic illumination 시스템을 사용하는 것이 좋다.
- 효과: i-라인용 포토마스크에서는 약 50um 이물질까지 허용한다.
- 사용목적
- 펠리클이 부착되어 있는 어느 (i-라인용)포토마스크
