어플라이드 머티어리얼즈, 전자빔 기술 혁신… 반도체 미세 결함 빠르게 찾는다

‘냉전계 방출’ 기술 상용화… 칩 개발·생산속도 빨라져
경기도에 반도체 R&D센터 신설… “부지 선정 중”

세계 1위 반도체·디스플레이 장비 기업 어플라이드 머티어리얼즈(AMAT)가 미세한 반도체 결함을 찾아내는 새로운 전자빔 기술을 공개했다.

AMAT는 13일 서울 그랜드 인터컨티넨탈 서울 파르나스에서 기자간담회를 열고 전자빔 이미징 혁신 기술인 냉전계 방출(CFE·Cold Field Emission) 기술을 상용화했다고 발표했다.

반도체 제조사들은 크기가 너무 작아 광학 시스템으로 확인되지 않는 결함을 검출 및 분류하기 위해 전자빔 기술을 사용한다. CFE 기술은 반도체 결함을 더 빠르게 검출하도록 지원하는 혁신 기술이다. 나노미터 단위 기저부 결함 검사와 이미지 작업 속도를 향상할 수 있다.

기존 고온전계 방출형(TFE) 전자빔 시스템은 1천500℃ 이상에서 작동하는데, 온도를 낮추면 빔 폭은 좁아지고 전자 개수가 많아진다. 이런 특성을 활용한 CFE 기술은 나노미터 단위 이미지 분해능을 최대 50% 향상하고, 이미징 속도를 최대 10배 빠르게 구현할 수 있다.

최근 반도체 칩 제조 과정이 점점 복잡해지고 미세해지면서 칩 표면과 기저부 결함을 검출하는 작업은 어려워지고 있다. CFE 기술 상용화로 GAA(게이트 올 어라운드) 로직 칩, 고집적도 D램, 3D 낸드 메모리 등을 개발하고 생산하는 속도가 크게 빨라질 것으로 회사 측은 기대했다.

키스 웰스 AMAT 이미징 및 공정제어 그룹 부사장은 “CFE 상용화는 지난 수십 년간 전자빔 기술 분야에서 이룬 가장 큰 진보”라며 “업계에서 가장 높은 분해능과 전자밀도를 제공하는 CFE 기술로 반도체 제조사들은 기존에 확인할 수 없었던 결함을 빠르게 검출할 수 있다”고 설명했다.

박광선 어플라이드 머티어리얼즈 코리아 사장이 13일 서울 강남구 삼성동 인터컨티넨탈 서울 파르나스 호텔에서 열린 어플라이드 머티어리얼즈 코리아 전자빔 이미징 혁신 기술 및 신제품 발표 기자간담회에서 인사말을 하고 있다. /연합뉴스

미국 실리콘밸리에 본사를 둔 AMAT는 전자빔 시스템 분야 최대 공급 업체다. 2021년 기준 세계 전자빔 시장 점유율 50% 이상을 차지했으며, 삼성전자와 SK하이닉스 등을 고객사로 두고 있다.

앞서 AMAT는 경기도에 반도체 장비 연구개발(R&D) 센터 신설을 위해 지난해 7월 산업통상자원부, 경기도와 투자의향 양해각서(MOU)를 체결했다. 이와 관련해 박광선 AMAT 코리아 사장은 “지금 부지 선정을 위한 작업이 진행 중이며 아마 조만간 여러 후속 발표가 나올 것”이라며 “실리콘밸리와 어떻게 유기적으로 연결해서 한국 스타트업과 벤처 업체들이 더 많은 기회를 가질 수 있을지에 관심을 두고 한국에 투자하고 있다”고 말했다.