리소그래피 마스크(포토마스크)
반도체 리소그래피용 크롬, 산화철 및 유제 포토마스크입니다. 포지티브 또는 네거티브 레지스트로 제공되는 서브미크론 해상도 지원.
개요
포토마스크는 모든 포토리소그래피 공정에서 근본적인 패턴 담체이며, 그 품질은 웨이퍼의 모든 피처 충실도를 직접 결정합니다. 1× 접촉 마스크의 단일 결함은 모든 노광 필드와 모든 웨이퍼에 복제되므로, 마스크 품질은 전체 반도체 제조 흐름에서 가장 지렛대 효과가 큰 투자 중 하나입니다. GINECHIP은 R&D, 파일럿 생산 및 중저물량 제조를 위해 크롬 온 글래스, 에멀전 및 위상 시프트 마스크 기술에 걸친 맞춤형 포토마스크 제조 서비스를 제공합니다.
당사의 마스크 제조 파트너는 업계 표준 레이저 라이터(Heidelberg DWL 시리즈), 서브미크론 피처용 전자빔 라이터, 자동 결함 검사 시스템(KLA-Tencor)을 활용하여 검증된 CD 균일성, 오버레이 정합 및 결함 밀도를 갖춘 마스크를 제공합니다. 대학 MEMS 프로젝트를 위한 단일 마스크든 화합물 반도체 공정을 위한 전체 레티클 세트든, 당사는 경쟁력 있는 가격, 빠른 처리 시간 및 모든 마스크 출하 시 완전한 계측 데이터를 제공합니다.
포토마스크 기술 비교
크롬 온 글래스(COG)
반도체 리소그래피의 주력입니다. 정밀 유리 또는 석영 기판 위에 증착된 얇은 크롬 층(~100nm)을 레이저 또는 전자빔 리소그래피로 패터닝합니다. COG 마스크는 생산 환경에서 반복 사용을 위한 해상도, 내구성 및 광학 밀도의 최적 조합을 제공합니다.
- 최소 피처: ≥ 0.5μm(레이저), ≥ 0.1μm(전자빔)
- 광학 밀도: 365–436nm에서 OD ≥ 3.0
- 내구성 있음 — 접촉 인쇄와 반복 세정을 견딥니다
- 후방 반사를 줄이기 위한 AR(반사 방지) 크롬 옵션
에멀전(할로겐화은)
유리 위 감광 에멀전을 사용하는 비용 효율적인 포토마스크입니다. R&D 프로토타이핑, 대학 실험실, 2μm 이상의 피처 크기가 허용되는 응용 분야에 이상적입니다. 빠른 처리 시간과 모든 기술 중 마스크당 최저 비용을 제공합니다.
- 최소 피처: ≥ 2μm
- 24~48시간 특급 처리 가능
- MEMS, 미세유체 및 두꺼운 포토레지스트 공정에 이상적
- 접촉 인쇄에는 권장되지 않음(접촉 시 에멀전이 마모됨)
위상 시프트 마스크(PSM)
투과광의 위상과 진폭을 모두 변조하는 첨단 포토마스크입니다. 피처 가장자리에서 보강/상쇄 간섭을 설계함으로써 PSM은 기존 바이너리 마스크의 레일리 한계를 넘어 해상도와 초점 심도를 향상시킵니다.
- 감쇠형 PSM(하프톤): MoSi 또는 Cr 기반 감쇠층
- 교번형 PSM: π 위상 시프트를 위한 식각된 석영 트렌치
- 최소 피처: ≥ 0.3μm(레이저 기록 감쇠형 PSM)
- 핵심 레이어의 공정 윈도우 개선
산화철 및 알루미늄
특수 응용 분야를 위한 투명 전도성 산화물(산화철) 또는 반사 금속(알루미늄) 마스크입니다. 산화철 마스크는 부분적으로 투명하여 마스크를 통한 정렬 관찰이 가능합니다. 알루미늄 마스크는 UV-NIL(나노임프린트) 및 반사 리소그래피 장치용입니다.
- 산화철: OD 1.5–2.5, 정렬을 위해 가시광 투명
- 알루미늄: DUV 및 NIL 응용 분야에서 높은 반사율
- 특정 파장을 위한 맞춤형 박막 스택 제공 가능
- 후면 정렬 응용 분야를 위한 접합 기판
기술 사양
| 매개변수 | 사용 가능 범위 / 값 |
|---|---|
| Mask Type | Chrome-on-glass (COG), Emulsion (silver halide), Phase-shift (PSM), Iron oxide, Aluminum-coated |
| Substrate Material | Soda-lime glass, Synthetic quartz (fused silica), Low-expansion glass (LE-30), Calcium fluoride (CaF₂) |
| Plate Size | 3″×3″ (76×76mm), 4″×4″ (102×102mm), 5″×5″ (127×127mm), 6″×6″ (152×152mm), 7″×7″ (178×178mm) |
| Plate Thickness | 0.060″ (1.5mm), 0.090″ (2.3mm), 0.120″ (3.0mm), 0.250″ (6.35mm) — per SEMI P1 |
| Minimum Feature Size | COG: ≥ 0.5μm; Emulsion: ≥ 2μm; Phase-shift: ≥ 0.3μm; Custom e-beam: ≥ 0.1μm |
| Field / Polarity | Dark field (clear features on dark background), Clear field (dark features on clear background) |
| Tone | Positive tone, Negative tone — matched to photoresist polarity |
| CD Uniformity | COG: ±0.1μm (global), ±0.05μm (local); Emulsion: ±0.5μm |
| Registration | COG: ±0.25μm overlay; Emulsion: ±1.0μm overlay; first-level to second-level alignment marks |
| Pellicle | Optional pellicle membrane: nitrocellulose, fluoropolymer; AR-coated frame; mounted or unmounted |
| Edge Quality | Ground and polished edges, chamfered; laser-engraved or etched barcode and fiducial marks |
마스크 디자인 지침 및 데이터 형식
허용되는 설계 형식
- GDSII (.gds, .gds2) — 업계 표준; 모든 계층 수준, 임의의 레이어 수
- OASIS (.oas) — 압축 형식; 10GB를 초과하는 대형 다층 설계에 권장
- DXF (.dxf) — AutoCAD 형식; 단순한 단일 레이어 설계에 적합
- CIF (.cif) — Caltech Intermediate Format; 레거시 형식이지만 여전히 지원됨
- Gerber (.gbr) — PCB 스타일 마스크 설계용
설계 규칙 검사(DRC)
- 최소 피처 / 갭 — 선택하신 마스크 기술의 최소 해상 가능 크기를 모든 피처가 충족하거나 초과하는지 검증합니다
- 데이터 밀도 — 마스크 라이터의 기록 시간 및 비용 추정치에 대한 패턴 밀도 검증
- 톤 및 극성 — 다크/클리어 할당이 포토레지스트 극성(포지티브/네거티브)과 일치하는지 확인
- 정렬 마크 — 사양에 따라 표준 십자선, 버니어 또는 box-in-box 정렬 마크를 추가할 수 있습니다
리소그래피 모드 호환성
접촉 리소그래피
마스크가 포토레지스트로 코팅된 웨이퍼와 직접 물리적으로 접촉합니다. 1× 전사, 주어진 NA에서 최고 해상도. 내구성 있는 마스크 필요(COG 권장). 각 접촉 사이클마다 마스크 오염 및 결함 발생 위험이 있습니다. R&D 및 소량 MEMS 생산에 적합합니다.
근접 리소그래피
마스크가 10–50μm 갭으로 웨이퍼와 분리됩니다. 접촉 오염을 제거하지만 회절 한계 해상도(일반적으로 ≥ 2–3μm)입니다. 에멀전 또는 COG 마스크 사용 가능. 서브미크론 해상도가 필요하지 않은 MEMS, LED 및 미세유체 제조에 흔히 사용됩니다.
투영 리소그래피
마스크는 축소 광학계(일반적으로 4× 또는 5× 축소)를 통해 웨이퍼에 결상됩니다. 레티클 규모의 마스크(스테퍼용 5″ 또는 6″ 플레이트)가 필요합니다. 까다로운 정합 및 CD 균일성 사양. COG 또는 PSM 기술이 필요합니다. 펠리클을 강력히 권장합니다.
응용
품질 및 인증
모든 포토마스크는 결함 검출을 위한 자동 광학 검사(AOI), 임계 치수 검증을 위한 CD-SEM 계측, 오버레이 정합 측정을 거칩니다. 결함 맵, CD 균일성 플롯 및 정합 벡터 맵을 포함한 검사 보고서가 모든 마스크 출하 시 제공됩니다. 모든 마스크는 Class 1(ISO 3) 클린룸 환경에서 세정, 검사 및 포장되며 펠리클 장착은 옵션으로 제공됩니다. 전 과정에 걸쳐 ISO 9001:2015 인증 품질 관리를 적용합니다.