꿈의 첨단 신소재 그래핀, 그리고 펠리클...
● 펠리클(Pelicle)은 반도체 제조 공정에서 굉장히 중요한 역할을 합니다. 펠리클은 포토마스크와 부착되는 알루미늄 프레임 제조 공정에서 사용되며, 공정에서 발생하는 파티클(Particle)들을 차단하는 역할을 합니다.
특히, 극자외선(EUV) 공정 필수품으로 꼽히는 펠리클은 초미세 반도체 제조에 사용되어 EUV 공정 경쟁력을 강화하는데 기여합니다.
그래핀 소재 펠리클은 그래핀을 이용한 초극자외선용 펠리클로서, 자외선이 투과하는 그래핀 막과 이막을 지지하는 펠리클 프레임을 포함합니다. 그래핀 막은 강도가 크기때문에 별도의 베이스 기판에 의한 지지없이도 쉽게 손상되지 않습니다. 이로 인해 베이스 기판이 필요 없어졌으며, 베이스 기판의 보강틀에 의한 패턴이 기판에 전사되는 문제가 발생하지 않습니다.
그래핀랩은 그래핀을 원료로 5나노 이하의 EUV 펠리클 제조 기술을 확보하였으며, 한국전자기술연구원(KETI)과 함께 ‘그래핀 기반 차세대 극자외선(EUV) 펠리클 핵심공정 기술 개발을 위한 업무협약’도 체결하였다.
● 그래핀 소재로 만든 펠리클의 장점은 다음과 같습니다.
1. 높은 강도: 그래핀 막은 강도가 크기 때문에 별도의 베이스 기판에 의한 지지없이도 쉽게 손상되지 않습니다. 이로 인해 베이스 기판이 필요 없게 되어 제품의 신뢰성과 내구성이 향상됩니다.
2. 투사 문제의 방지: 베이스 기판의 보강틀에 의한 패턴이 기판에 전사되는 문제를 방지할 수 있습니다. 이로써 제품의 퀄리티를 향상시킬 수 있습니다.
3. 높은 투과율: 그래핀은 높은 자외선 투과율을 가지고 있기 때문에, EUV 노광 공정에서 효율적으로 활용될 수 있습니다.
4. 반도체 수율 개선: 그래핀 펠리클은 5나노미터 이하의 초미세 공정에서 활용될 수 있어 반도체 제조 수율을 개선하는데 기여할 수 있습니다.
5. 환경 친화적: 실리콘이나 탄소나노튜브(CNT) 대신 그래핀을 활용함으로써, 환경에 대한 부담을 줄일 수 있습니다. 일반적으로 그래핀은 탄소 기반의 2차원 물질로서, 분해되기 쉬워 환경에 덜 무리를 주는 것으로 알려져 있습니다.
그 외에도 그래핀 소재는 실리콘이나 탄소나노튜브에 비해 가볍고 얇아 제조 공정에 필요한 에너지 사용랼을 줄일 수 있으며, 온실가스 배출량을 줄이는데 도움이 될 수 있다고 알려져 있습니다.
그래핀랩은 ‘오존가스를 이용한 펠리클 소재용 그래핀 박막의 제조방법’에 대한 특허를 등록하였고, 이를 통한 그래핀 두께 제어 기술을 확보하여 상용화를 앞두고 있습니다.
이외에도, 그래핀 기반 EUV 노광 공정용 펠리클 상용화에 가장 앞서 있다고 평가받고있는 회사로서, 그래핀 기반 펠리클은 EUV 노광용 포토 마스크를 외부 오염으로부터 보호해주는 소모품입니다.
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