StartUp_그래핀랩

전세계 유일한 그래핀 적용 EUV용 마스크 펠리클 양산 적용 기업

O EUV용 마스크 펠리클은 개발 완료 즉시 진행 가능한 사업이며 그래핀 소재의 우위가 분명하고 지속가능한 사업 O 그래핀랩은 저온 성장 그래핀 박막 컨트롤 기술 확보 O 펠리클 소재로 그래핀의 장점은 -그래핀은 Mesh 구조의 소재로 particle 침투 risk가 없음 -보호막 증착이 용이 -국내 기업이 개발, 양산최적화 공정

소재 반도체 전기·전자 차세대 반도체 극자외선리소그래피

그래핀랩

Round 참가 횟수

1회 참여

www.graphenelab.co.kr

세계 최고 수준

그래핀 상용화 기술 기업

GRAPHENE TOTAL SOLUTION & APPLICATION

EUV펠리클이란?

그래핀 적용 EUV(극자외선) Pellicle

개요 : 반도체 제작 공정에서 마스크(Mask) 보호를 위해 사용되는 얇고 투명한 막으로

그래핀 적용 EUV(극자외선) Pellicle(펠리클)은현재 전세계 양산 적용 사례 전무

•5nm 이하 공정에 적용 및3nm 더블 패터닝, 쿼더러블 패터닝 적용 시필수 부품

•TSMC는자체적으로 개발한 저급 EUV 펠리클을 사용 중에 있음

R&D 현황 : 저온 직성장 그래핀 박막 컨트롤 기술 확보

•그래핀 물질 합성기술 및코팅 기법 적용

▶2024년1조원 이상의 시장에 진입 효과 기대

Reflective

multilayer

Particle

Photomask

Pellicle

•액침 및다중노광 기술 사용에도 불구 10nm 이하

적용 어려움 (193nm 파장)

•ArF 대비 1/10 미만의 짧은 파장(13.5nm)으로

초미세 회로 패턴에 필수

EUV 노광 공정

ArF 액침 노광 공정 펠리클의 필요성

펠리클은 포토마스크의 오염을 방지하여 마스크의 수명을

늘려줄 뿐만 아니라, 마스크의 오염물이 웨이퍼에 그대로 전사

돼서 웨이퍼 상에 Defect의이미지가 나타나는 불량율을 대폭

감소시켜줄 수있기 때문에 노광 공정의 수율을 제고 시킬 수

있는 소재임

펠리클의 요구조건

필요 요건 내용

투과도 •EUV가펠리클을 2번통과하기 때문에 광량 손실이 2회발생

하기에 최소 투과율 85%이상의 물질

열적 특성

•EUV가펠리클을 통과 시순간적으로 600~1,200°C까지

가열된 후실온으로 냉각되는 열충격을 견딜 수있는

열적 특성이 매우 우수한 물질

기계적 특성 •EUV 노광 과정에서 발생하는 압력차이, 고속 이송 마스크 단

계에서 발생하는 기계적 충격을 모두 견딜 수있는 물질

그래핀랩 EUV펠리클 제조 기술

기술의 특장점

•금속촉매(Ni) –Si Substrate 간Ni-silicide를 형성하지 않는 온도범위에서, 층간 교환에 동반되어 일어나는 탄소결정화를 통해

목표기판 위에 Graphene을 형성시키는 공법으로 별도의 전사과정을 필요로 하지 않음

•이 과정에서 금속 촉매와 비정질 탄소의 증착 두께 조절을 통해 그래핀을 균일한 두께로 형성이 가능하며, Backside etching을 통해

Substrate를 제거하여 multi-layer graphene의free-standing을 구현함. 또한 수소 반응 으로부터 Graphene을 보호하기 위한

Capping layer를증착하여 최종 EUV Pellicle Membrane을 개발함

•전사가 필요하지 않고 열처리 온도가 저온이며, 불활성 가스만을 사용하여 공정의 효율성을 극대화한 양산화에 초점을 맞춘 공정

그래핀랩 보유 기술

Direct Synthesis of MLG by G-MICA (metal induced crystallization of a-C)

금속 촉매층과 비정질 탄소층을 적층 및열처리하여 결정화 된다층 그래핀층을 목표 기판위에 직성장하는 방법

SiNxSiNx

Graphene

Cap (ex. SiNx)

SiNx

Graphene

a-C

SiNx

Graphene

etching

01. 증착 2. 그래핀합성 3. 에칭

그래핀랩 확보 기술

보호막 증착.

구분 Graphite CNT MoSi₂ Mo₂C

소재 NGF

(Multi-layer Graphite Film) SW CNT / MW CNT MoSi₂

(Molybdenum Silicide)

Mo₂C

(Molybdenum Carbide)

수소 플라즈마 내성 X (보호막 필요) X (보호막 필요) X (보호막 필요)O

적층 구성 보호막 + Graphene 보호막 + CNT 보호막 / MoSi² Mo²C

전체 두께 @90%T 21nm (3/15/3) ≤20nm 20nm (2.5/15/2.5) 16nm

Risk - Particle penetration >1000°C 지점 열충격 risk,

보호막-Core간CTE diff. >1200°C 지점 열충격 risk

요구조건

투과율 90%~ 92%~ 90%~ 90%~

균일도 0.4% (3σ) 0.4% (3σ) 0.2% (3σ) 0.4% (3σ)

EUVR 0.001% ? 0.005% 0.002%

개발사 GrapheneLab (G-MICA) IMEC (with CANATU) Mitsui, S&S Tech 등MnTec

소재별

장단점

•

Mesh 구조의 소재로

Particle 침투 risk 없음

•

용이한 보호막 증착

•

국내기업 개발의 강점

•

양산 최적화 공정

•

고투과율 확보를 위한

공정최적화 필요

•

중소기업 개발로 시설/설

비 자금 투자 필요

•

높은 투과율 잠재력 보유

•

기계적 강도 우수

•

Particle 침투 risk 해결

solution 필요

•

보호막 증착의

어려움으로

내구성 Issue 존재

•

공정의 양산화 검증 필요

•

해외 기업 Risk 존재

•

저출력 소재로 기 검증

•

높은 열충격 Risk 로500w

이후 사용 불가

•

Mitsui-Chemical은 현재

Carbon 계열 소재를

개발하

는 기업과의 협업 진행 중

(IMEC과MOU 기 체결,

당사로 샘플 기 요청)

•

보호막 불필요

•

기술 개발에 장기간 소요

•

열충격 Risk 해결 Solution

필요

Graphite

NGF

(Nano Graphite Film)

X (보호막 필요)

보호막 + Graphene

21nm (3/15/3)

90%~

0.4% (3σ)

0.001%

GrapheneLab

•

Mesh 구조의 소재로

Particle 침투 risk 없음

•

용이한 보호막 증착

•

국내기업 개발의 강점

•

양산 최적화 공정

•

고투과율 확보를 위한

공정최적화 필요

•

중소기업 개발로 시설/

설비 자금 투자 필요

소재의 안정성, 시장의 국산화, 공급사 다양화를 위해

그래핀 EUV펠리클은 필수적으로 필요함

소재별 EUV펠리클 개발 현황

현재 기술 현황

Data 현황

High mag.

(x200k)

SiNx (6~7nm)

Gr. (15nm)

50 nm

•Graphene은 탄소 원자간 간격이 약 0.14nm, 각 층간의 간격이 약

0.34nm의 공유결합으로 이루어져 있어 현재 세대의 Pellicle 소재 대비

매우 우수한 기계적 강도를 보유하고 있음

※ 인장강도 약 130Gpa, 탄성계수 1Tpa수준

•Mesh 구조로 이루어져 있어 투과하는 nano scale particle에 강점을

갖고 있어 노광 공정의 수율 제고에 도움을 줄 수 있음

•파손 시에는 파편화되지 않고 찢어지는

형태로 edge 부위로 말려들어가

particle 발생을 최소화하는 장점이 있음

투과율 측정 Data

※2022년6월 측정 Data로 현재 Performance 약90% 수준

Graphene Membrane의특장점

파손 이미지

총괄과제명 5nm급 이하 반도체 노광 공정용 EUV 흡수 및 투과 소재 기술 개발

당사 진행

세부과제명

다층 그래핀 소재를 이용한 펠리클 멤브레인 제작 및공정 기술 개발

Development of pellicle membrane and process technology with multilayer graphene material

과제

기간

및

연구비

총액

2020~2024년/ 115.6억원

참여기관

세부 기관 개발 내용 소개

1세부

한국전자기술연구원

EUV펠리클 소재 및공정기술 개발

2세부 한양대학교 차세대 EUV 마스크 소재 및 세정 기술 개발

3세부

한국표준과학연구원

EUV 흡수/투과 소재 품질 신뢰성 평가기술 개발

(기계적/열적/화학적 특성)

4세부 포항가속기연구소 EUV흡수/투과 소재 광학 특성 평가 기술 개발

5세부 FST EUV 흡수/투과 소재 부품 조립 및 성능 검증 기술 개발

6세부 그래핀랩 EUV펠리클용 대면적 멤브레인 제조 기술 개발 (Graphene)

7세부 MNTec EUV펠리클용 대면적 멤브레인 제조 기술 개발 (Mo₂C)

-2022년 산업통상자원부 선정 24th 150대소부장 국가핵심전략기술로 채택

-현재 원천기술개발 사업으로 과학기술정보통신부 주관 소재혁신선도 프로젝트 진행 중

국가주도 EUV펠리클 사업에 주요 참여기업으로 Membrane 개발 중

6세부 그래핀랩 EUV펠리클용 대면적 멤브레인 제조 기술 개발 (Graphene)

소부장 핵심전략기술_EUV펠리클

EUV펠리클 국가핵심전략기술 선정

투자 정보

희망 투자 유치 금액

10,000,000,000 원

총투자유치

11,304,242,500 원

투자단계 ANGEL
투자받은 기관 BNK투자증권
투자 받은 금액(원) 300,000,000 원
투자일자 20200821

투자단계 SEED
투자받은 기관 위드윈인베스트먼트
투자 받은 금액(원) 2,999,750,000 원
투자일자 20210226

투자단계 SEED
투자받은 기관 가엘컨설팅
투자 받은 금액(원) 1,200,062,500 원
투자일자 20210528

투자단계 SEED
투자받은 기관 유일기술투자
투자 받은 금액(원) 1,500,030,000 원
투자일자 20210603

투자단계 SEED
투자받은 기관 코리아에셋투자증권
투자 받은 금액(원) 2,304,400,000 원
투자일자 20210630

투자단계 SERIES A
투자받은 기관 글루온채권투자일임
투자 받은 금액(원) 1,999,980,000 원
투자일자 20211021

투자단계 SERIES A
투자받은 기관 대룡공업
투자 받은 금액(원) 1,000,020,000 원
투자일자 20230221

투자단계

Angel
Seed
Series A
Series B
Series C~E
IPO/M&A

IR 정보

Round 참가 횟수

1회 참여

IR 자료

전세계 유일한 그래핀 적용 EUV용 마스크 펠리클 양산 적용 기업

O 반도체 제작공정에서 마스크(Mask) 보호를 위해 사용되는 얇고 투명한 막인 EUV용 마스크 펠리클은 2024년 이후 연1조원 이상의 시장 예상 O EUV용 마스크 펠리클은 5nm 이하 공정 및 3nm 더블 패터닝, 쿼더러블 패터닝 적용시 필수 부품 O EUV용 마스크 펠리클은 공급사 주도 사업으로 개발완료시 즉시 진행가능한 사업이며 그래핀 소재의 우위가 분명하고 지속가능한 사업임 O 그래핀랩은 저온 성장 그래핀 박막 컨트롤 기술 확보 O 펠리클 소재로 그래핀의 장점 - 그래핀은 Mesh 구조의 소재로 Particle침투 risk가 없음 - 보호막 증착이 용이함 - 국내기업이 개발하였고 양산 최적화 공정 O EUV용 마스크 펠리클 국가핵심전략기술 선정 - 2022년 산업통상자원부 선정 24th 150대 소부장 국가핵심전략기술로 채택 - 다층 그래핀 소재를 이용한 펠리클 멤브레인 제작 및 공정기술개발기업으로 참여