초록 ▼

① 연구개발 목표
본 과제의 목표는 다양한 EUV 소재 평가를 통해 신뢰성이 검증된 스위스 Paul Scherrer Institute의 RESCAN을 활용하여 공동 연구를 진행, 최종적으로 상용화 가능한 수준의 극자외선 노광 기술용 마스크 및 펠리클을 제작하는 것임. 1차년도 세부 목표는 아래와 같음

EUV 펠리클 제작 및 EUV 투과 및 반사도 측정을 통한 평가 기술 검증
- 광학적 특성 비교를 위한 펠리클 구조 별 시뮬레이션 데이터 확보
- 80% 이상의 이론적 EUV 투과도를 만족하는 내열층이 포함

① 연구개발 목표
본 과제의 목표는 다양한 EUV 소재 평가를 통해 신뢰성이 검증된 스위스 Paul Scherrer Institute의 RESCAN을 활용하여 공동 연구를 진행, 최종적으로 상용화 가능한 수준의 극자외선 노광 기술용 마스크 및 펠리클을 제작하는 것임. 1차년도 세부 목표는 아래와 같음

EUV 펠리클 제작 및 EUV 투과 및 반사도 측정을 통한 평가 기술 검증
- 광학적 특성 비교를 위한 펠리클 구조 별 시뮬레이션 데이터 확보
- 80% 이상의 이론적 EUV 투과도를 만족하는 내열층이 포함된 EUV 펠리클 제작
(10x10 mm² 면적 이상)
- RESCAN을 활용한 EUV 투과도 및 반사도 측정 데이터 확보

EUV 패턴 마스크 제작 및 광학적 특성 평가를 통한 흡수체 성능 검사 기술 검증
- 흡수체 성능 비교를 위한 시뮬레이션 데이터 확보
- Pt 다층막 패턴 마스크의 40 nm 이하 CD 구현
- CD 및 패턴 측벽각도 평가: Target CD ± 10%, 측벽각도 ≥ 80˚
- RESCAN을 활용한 패턴 마스크 흡수체 패턴의 명암비 및 위상 데이터 확보

② 연구개발 내용
광학적 시뮬레이션을 통해 소재의 광학상수와 EUV 투과도 및 반사도의 상관관계를 파악하고 이로부터 내열층이 포함된 복합구조체 박막의 광학적 특성을 계산하였음.
Si 습식 식각 공정 설비를 통해 대면적 EUV 펠리클 개발의 기반을 마련하였으며 HF 용액을 활용한 SiNx 식각 공정, 스퍼터링을 통한 내열층 소재의 증착 공정을 개발하여 80% 이상의 이론적 EUV 투과도를 갖는 10x10 mm² 면적의 복합구조체 EUV 펠리클을 제작하였음. 뿐만 아니라 고 소광 계수 및 저 굴절 지수의 광학적 특성을 띄는 백금 흡수체 소재를 활용한 마스크 구조에 대한 연구를 진행하여 기존의 Ta 계열 마스크 대비 향상된 성능을 가지는 EUV 마스크를 설계함. 해당 EUV 마스크 구조에 대해 증착 및 식각 공정의 최적화를 진행하고 그에 따른 표면특성평가 및 내화학성 평가, 그리고 E-beam writing 공정을 통한 EUV 패턴 마스크를 제작하고 평가함. COVID-19 사태로 인해 국제적 연구 교류가 제한됨에 따라 당 기관 내 구축된 광학적 특성 평가 장비인 결맞음성 회절 현미경을 통한 대체 연구를 진행하여 펠리클의 EUV 투과도 및 반사도를 측정, EUV 마스크 aerial image 및 phase mapping을 진행하였으며 시뮬레이션 결과와 비교를 통해 평가 기술의 신뢰성을 확인하였음.

③ 연구개발 성과
본 과제로부터 극박막의 광학적 특성 연구를 통한 극박막 물성 데이터베이스를 축적하고 극자외선 노광공정용 마스크 및 펠리클 제작 공정 기술을 개발하여 차년도 과제 수행의 기반을 마련함. 또한 기관 내 구축된 광학적 특성 평가 장비를 통해 마스크 및 펠리클 평가를 진행함으로써 보유 기술의 신뢰성을 검증하였음. 뿐만 아니라 스위스 Paul Scherrer Institute (PSI) 측의 RESCAN 장비 및 한양대학교 측의 CSM 장비 비교 평가를 통하여 두 국가 및 기관 간의 EUV용 계측/검사기술의 연구 교류를 진행하고 있으며 지난 2월 한양대학교 연구책임자의 스위스 PSI를 방문을 통해 test용 EUV pattern mask을 제공받는 등의 공동협력을 통한 EUV 기술 연구를 지속해나가고 있음. 해당 EUV 기술 연구 교류 경험을 기반으로 12개국 약 150명의 인원이 참가한 세계적인 국제 학술회의인 EUVL Workshop 및 EUVL Supplier Showcase를 성공적으로 개최하였으며 국내 연구소 및 기업들의 EUV 기술 교류를 위한 EUVL Research Showcase 국내 학술회의도 성공적으로 마무리하였음

④ 활용계획 및 기대효과
본 과제를 통해 개발되는 극자외선 마스크 및 펠리클 기술은 국내/외 관련 기업으로의 기술이전 기회를 가져올 뿐만 아니라 궁극적으로 극자외선 노광 공정에 활용됨에 따라 chip-maker 社의 적극적인 수요가 예상됨. 따라서 지속적인 국제 공동연구 및 개발 기술에 대한 국내/외 학술대회 발표를 통해 국제적인 협력 네트워크를 구축하여 본 기술에 대한 홍보를 진행할 계획임. 또한 현재 극자외선 마스크 및 펠리클과 관련된 핵심 기술은 일본 내 몇몇 기업에서 대다수 보유하고 있는 상황이기에 핵심소재 부품 산업은 일본 측에서 주도할 것으로 예상됨. 본 사업을 통해 개발되는 마스크 및 펠리클 기술은 대일본 의존도가 높은 반도체 핵심소재 기술의 내수화를 달성하고 산업 외적 측면에서의 분쟁으로 인한 반도체 제조업의 타격을 최소화하여 우리나라의 산업 안보를 진일보 시킬 것으로 기대됨

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 2
• Ⅰ. 실적 ... 5
• 1. 연구개발 목표 및 평가의 착안점 ... 5
• 2. 연구범위 및 연구수행 방법 ... 5
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 8
• 4. 연구개발목표의 달성도 및 자체평가 ... 31
• 5. 연구성과 ... 36
• 6. 구매금액이 3천만원 이상인 기자재 구매현황 ... 40
• 7. 연구비 집행실적 ... 41
• 8. 연구수행에 따른 문제점 및 개선방향 ... 42
• 9. 중요 연구변경 사항 ... 42
• 10. 기타 건의사항 ... 42
• Ⅱ. 계획 ... 43
• 1. 국내·외 관련분야의 환경변화 (전년도 제안서 내용과 비교분석) ... 43
• 2. 연구개발 목표 및 내용 ... 46
• 3. 연구진 구성 ... 47
• 4. 기타 변경사항 ... 52
• 5. 국제 공동연구 추진계획 ... 53
• 6. 연구개발비 명세 ... 57
• 7. 보안 등급의 분류 및 결정 사유 ... 61
• 8. 연구에 활용 예정인 장비 현황 ... 62
• 끝페이지 ... 65