- 고성능, 저전력 3D 디바이스의 대량생산을 위한 새로운 시스템
- 나노미터급 정밀도와 웨이퍼 연마성이 우수한 화학적기계연마(CMP) 시스템
- 수직 3D 낸드 아키텍처의 증착 문제를 해결 하는 화학기상증착(CVD) 시스템

반도체, 평판 디스플레이 및 태양전지 장비 글로벌 업체인 어플라이드머티어리얼즈는 향후 고성능, 저전력의 3D 디바이스의 대량 생산의 문제를 해결하기 위한 두 가지 새로운 시스템인  ‘어플라이드 리플렉션 LK 프라임 CMP (Applied Reflexion® LK Prime™ CMP)’와 ‘어플라이드 프로듀서 XP 프리시젼 CVD (Applied Producer® XP Precision™ CVD)’ 를 발표했다.

‘어플라이드 리플렉션 LK 프라임 CMP’ 시스템은 화학기계적연마(CMP: Chemical Mechanical Planarization) 장비로 핀펫(FinFET)과 3D 낸드(NAND) 어플리케이션을 위해 나노미터급의 정밀도와 웨이퍼 연마성능이 우수하다는 것이 특징이다. ‘어플라이드 프로듀서 XP 프리시젼 CVD’ 시스템은 화학기상증착(CVD: Chemical Vapor Deposition) 장비이며, 수직 3D 낸드 아키텍처에 의한 중요하고 근본적인 증착 문제를 해결한다. 이번에 선보이는 장비들은 3D 설계를 가능하게 함으로써 대량생산을 달성하고 정밀도와 재료 및 결함 등의 문제를 해결하는 것이 특징이다.

CMP는 3D 낸드에서 핀펫 게이트와 계단 구조의 중요한 원동력이다. ‘리플렉션 LK 프라임 CMP’ 시스템은 최대 10개의 추가 연마 단계를 필요로 하는 새로운 디바이스 아키텍처의 엄격한 요구사항을 충족하도록 설계되었다. 최신 공정 제어 기술과 함께 이례적으로 여섯 개의 연마 스테이션 및 여덟 개의 통합 클리닝 스테이션을 특징으로 하는 LK 프라임은 온 웨이퍼 (on-wafer)의 성능과 처리량을 향상시키기 위해 정밀 공정과 함께 CMP 단계를 지원한다. 리플렉션 LK 프라임 시스템 플랫폼 공정 모듈의 증가는 생산성을 100%까지 향상시키며 어플리케이션의 웨이퍼를 두 배로 처리한다.

연마와 클리닝 단계를 독립적으로 활용할 수 있는 능력은 피처 면적을 정확하게 조절하고, 결함을 줄이기 위해 원하는 대로 연마를 통과하는  새로운 수준의 유연성을 제공한다. LK프라임 시스템에 포함된 실시간 프로필과 종점 제어(endpoint control) 기술은 향후 디바이스 노드의 요구에 응할 수 있는 웨이퍼 내(within-wafer) 균일성 및 웨이퍼 대 웨이퍼(wafer-to-wafer)의 반복성을 제공한다. 이러한 특성을 이용하여 LK 프라임 시스템은 각 다이(die)에 대해 나노미터 수준의 균일성과 함께 핀펫 게이트의 높이를 제어한다. 이것은 디바이스의 성능과 수율에 영향을 주는 게이트 높이의 차이를 최소화하는 데 필수적이며, 길고 꾸준한 연마를 필요로 하는 두꺼운 필름 층 및 3D 낸드의 넓은 토포그래피(topography)의 경우, 이 다중공정 스테이션은 안정적이며 예측가능한 평탄화를 지원해 준다.

또한, 3D 낸드 산업의 변화는 수직 게이트의 형성과 복잡한 패턴의 어플리케이션에 대한 증착 기술을 요구한다. ‘프로듀서 XP프리시젼 CVD’ 시스템은 웨이퍼에 걸쳐 우수한 임계치수(CD: critical dimension)의 균일성을 위해 필수적인 나노미터 수준의 층간 필름 두께를 제어함으로써 3D낸드의 전이를 지원한다. 이러한 성능의 핵심은 온도, 플라즈마(plasma), 가스의 흐름을 포함하는 중요한 파라미터(parameters)를 위한 시스템의 독자적인 설계와 고유한 기능이다. 공정의 유연성을 제공하는 것은 예외적인 상황을 제어하고 웨이퍼 내 낮은 결함 필름과 다른 고품질의 대체 증착을 지원한다. 또한 웨이퍼 대 웨이퍼와 층간 게이트의 성능을 향상시키고 디바이스의 변동성을 감소시킨다.

대량 생산을 위해 설계된 XP 프리시젼 시스템은 생산성이 검증된 프로듀서(Producer) CVD 기술을 더 효율적이고 빠르게 처리하는 프리시젼 챔버와 결합하며 새로운 모듈 중앙처리장치(mainframe) 아키텍쳐와 고속 프로토콜(protocol)은 높은 처리량과 낮은 유지관리 비용을 가능하게 한다. 또한 높은 생산량 플랫폼에 있는 패터닝(patterning)과 다층 필름을 위해 가능한 얇고, 우수한 재료의 정밀 증착을 개선함으로써 3D 낸드 스케일링을 지원한다. 

어플라이드머티어리얼즈 실리콘 시스템 그룹의 부사장 겸 총괄 책임자인 랜디어 타쿠르(Randhir Thakur) 박사는 “모빌리티(mobility) 트렌드는 엔지니어링의 혁신을 요구하는 복잡한 3D 아키텍처의 필요성에 중요한 이유가 된다.”라고 말하며, “새로운 기술과 재료의 전체적인 스펙트럼은 최적의 디바이스 성능과 수율을 달성하기 위해 이러한 설계를 요구한다. 다수의 고객들이 새로운 시스템들을 도입하면서 대량 생산을 위해 최신 3D 로직과 메모리 설계를 전환시키는데 우리의 최신 기술의 가치를 보여주고 있다.” 라고 덧붙였다.

어플라이드머티어리얼즈는 최첨단 반도체, 평판 디스플레이, 태양전지 등의 제조를 위한 혁신 장비, 서비스 및 소프트웨어를 제공하는 세계적 선두 기업이다. 어플라이드머티어리얼즈의 기술은 스마트폰, 평면 스크린 TV, 태양광 패널과 같은 첨단 제품의 가격 경쟁력 및 접근성을 높이는 데 적용되며, 전 세계 기업과 소비자들에게 혜택을 주고 있다. 어플라이드머티어리얼즈에 대한 보다 자세한 정보는 www.appliedmaterials.com 에서 확인 가능하다.

*CVD=화학적증기증착법(chemical vapor deposition), CMP=화학적기계연마(chemical mechanical planarization), CD=임계 치수(critical dimension)