에스앤에스텍, '新물질' 하드마스크 개발…High-NA EUV 시대 준비

향후 고객사 검증 통해 실제 적용 여부 검토 예정

국내 반도체 부품업체 에스앤에스텍이 High-NA EUV 시대에 대응하기 위해 차세대 하드마스크 개발을 완료했다. 해당 제품은 향후 고객사와의 검증을 통해 실제 적용 여부가 결정될 것으로 전망된다.

승병훈 에스앤에스텍 전무는 12일 수원 컨벤션센터에서 열린 '차세대 리소그래피 + 패터닝' 학술대회에서 회사의 제품 개발 로드맵에 대해 밝혔다.

에스앤에스텍이 발표한 신규 물질 하드마스크의 장점(사진=장경윤 기자)

하드마스크는 반도체 노광공정에서 회로를 새기는 데 사용되는 블랭크마스크의 보조격 소재다. 반도체는 웨이퍼 위에 PR(감광액)을 도포한 뒤 빛을 쬐고, 이후 필요없는 물질은 깎아내는(식각) 과정을 거친다.

그런데 초미세 공정에서는 PR 두께가 매우 얇아져, 웨이퍼 하부층까지 식각하기가 어렵다. 이 때 하드마스크를 PR 증착 전에 삽입해 웨이퍼를 보호하고 식각 성능을 높인다.

기존 하드마스크 소재로는 크롬, 탄탈, 실리콘 등이 쓰였다. 그러나 High-NA EUV 공정은 감광액(PR)을 EUV(30~60나노미터) 보다 더 얇은 10~20나노미터 수준으로 도포해야 하기 때문에, 새로운 소재 적용이 필요하다.

EUV는 기존 반도체 노광공정 소재인 ArF(불화아르곤) 대비 빛의 파장이 짧아, 초미세 공정 구현에 용이한 광원이다. 현재 7나노미터(nm) 이하 공정에 적용되고 있으며, 주요 기업들은 성능을 더 높인 High-NA EUV 기술을 내년부터 본격 도입할 계획이다.

NA는 렌즈 수차로, 해당 수치를 높일 수록 해상력이 향상된다. 기존 EUV의 렌즈 수차가 0.33인 반면, High-NA EUV는 0.55로 더 높다.

이에 에스앤에스텍은 신물질을 활용한 하드마스크를 개발했다. 기존 식각 공정이 산소(O2)와 염소(Cl2)를 모두 활용해야 했던 것과 달리, 차세대 하드마스크는 Cl2만을 활용할 수 있도록 만든다. 이 경우 PR을 더 얇게 도포할 수 있어 High-NA EUV에도 대응이 가능하다.

승병훈 전무는 "차세대 하드마스크는 식각 선택비가 타 물질 대비 3배가량 높고 PR 두께 감소, 마스크 제조공정 단순화 등 다양한 이점이 있다"며 "현재 개발이 완료돼, 향후 고객사와의 검증을 통해 적용 여부가 결정될 것"이라고 설명했다.

다만 하드마스크만으로는 High-NA EUV에 완벽히 대응할 수 없다. 하드마스크 외에도 필름 스트레스 조절, 노광 공정 성능의 척도인 DoF(초점심도) 마진 개선 등 블랭크마스크의 다른 주요 요소들도 함께 선응이 강화돼야 하기 때문이다.