어플라이드머티어리얼즈 “삼성·인텔 패터닝 솔루션 도입… 2나노 이하 초미세 공정 효율 높인다”

어플라이드, 2나노 이하 초미세 공정 특화 솔루션 공개
“EUV·하이 NA 등 초미세 공정 효율 높일 것”

박광선 어플라이드 머티어리얼즈 코리아 대표가 4일 경기 성남 어플라이드 코리아 본사에서 열린 기자간담회에서 발언하고 있다./전병수 기자

“글로벌 반도체 제조사들이 2㎚(나노미터, 1㎚는 10억분의 1m)와 1㎚ 공정 로드맵을 발표하면서, 웨이퍼에 초미세 회로를 그려 넣는 패터닝의 중요성이 커지고 있다. 어플라이드는 극자외선(EUV), 하이NA에 공정에 특화된 패터닝 포트폴리오를 바탕으로 나노미터를 뛰어넘는 옹스트롬 시대(Angstrom, 1A=0.1㎚)에도 공정 효율을 극대화할 수 있는 솔루션을 고객사에 제공하겠다.”

박광선 어플라이드 머티어리얼즈 코리아 대표가 4일 경기 성남 어플라이드 코리아 본사에서 열린 기자간담회에서 이같이 말했다. 어플라이드는 반도체 장비 시장에서 20% 이상의 점유율을 차지하는 미국 반도체 장비 기업이다. 이날 어플라이드는 반도체 초미세 공정에 도입되고 있는 극자외선(EUV) 공정과 2㎚ 미만 공정에 활용할 수 있는 하이 뉴메리컬어퍼처(하이NA) 공정을 겨냥한 포트폴리오를 공개했다.

극자외선으로 웨이퍼 위에 회로 패턴을 그려 넣는 EUV 공정은 기존 심자외선(DUV) 대비 빛의 파장이 짧아 10㎚ 이하 시스템 반도체나 10㎚급 D램의 초미세 회로를 그리는데 활용되고 있다. 삼성전자와 SK하이닉스 등 국내 반도체 기업들도 파운드리와 메모리 반도체 제조 공정에 EUV 공정을 도입하고 있다.

어플라이드는 이날 지난해 발표한 ‘센튜라 스컬프타(Centura Sculpta)’ 패터닝 시스템에 대해 먼저 소개했다. 어플라이드에 따르면 이 시스템을 활용해 반도체 제조사가 EUV 패터닝 설계를 간소화할 수 있다. 이 외에도 패턴 회로에서 발생하는 회로가 끊기거나 이탈하는 부분만 선택적으로 교정해, 칩의 결함률을 낮춰 패터닝 비용 절감뿐만 아니라 칩 수율을 개선할 수 있다. 어플라이드는 “스컬프타 시스템을 활용하면 기존 2번 적용되는 EUV 공정을 1회로 줄일 수 있다”며 “공정 횟수가 줄게 되면 결함률이 낮아져 수율 개선이 가능하고, 비용 및 전력 효율도 높일 수 있다”고 했다.

어플라이드는 현재 삼성전자와 인텔 등 모든 로직 반도체 제조사와 협력해 스컬프타 적용 분야를 넓히고 있다고 밝혔다. 박종철 삼성전자 파운드리 사업부 식각 기술 팀 마스터는 “패터닝 형성 기술은 EUV 시대 주요 문제를 해결할 수 있는 기술”이라며 “삼성은 초기 개발 파트너로 4㎚ 공정에 대한 스컬프타 시스템을 평가하고 있다”고 했다. 라이언 러셀 인텔 로직 기술 개발 그룹 부사장은 “패턴 형성은 인텔이 공정 기술 로드맵을 가속화할 수 있는 해결책”이라며 “인텔은 스컬프타 시스템을 도입한 후 처리량 개선과 웨이퍼 수율 향상 등의 효과를 거뒀다”고 했다.

어플라이드는 ‘프로듀서 XP 파이오니어 CVD(화학기상증착)’ 패터닝 필름을 공개했다. 파이오니어 필름은 미세한 회로를 형성하는 포토레지스트 패턴 공정 전 웨이퍼에 증착되며, 웨이퍼에 원하는 패턴을 형성할 수 있도록 특화됐다. 어플라이드는 파이오니어가 D램 미세 공정에도 활용돼 메모리 반도체 업계에서 적용을 앞두고 있다고 설명했다.

어플라이드는 EUV 공정에서 수율 저하 결함이 발생하는 문제를 해결할 수 있는 ‘Sym Y 매그넘’ 식각 시스템도 공개했다. 이 시스템은 EUV 라인 패턴을 웨이퍼 식각 전 더 매끄럽게 만들어 수율을 높이고 칩 성능과 전력 소비를 개선할 수 있다고 어플라이드는 설명했다. 어플라이드는 “EUV 공정은 상대적으로 낮은 광원을 사용하기 때문에 결함률이 높다”라며 “라인 패턴이 거칠어지는 현상을 개선해 패터닝 회로가 끊어지는 단선 등을 방지할 수 있는 Sym Y 매그넘으로 공정 수율을 개선할 수 있을 것”이라고 했다.

어플라이드는 전자빔 계측 시스템도 소개하며 이를 바탕으로 칩 성능과 전력 소비를 저하시키고, 수율을 낮추는 결함을 방지할 수 있다고 설명했다. EUV 패터닝이 결함 없이 진행되기 위해서는 각 층마다 수십억 개의 회로와 입자 등의 형상을 빈틈없이 배치해 정렬해야 한다. 어플라이드는 전자빔 계측 시스템이 기존 제품 대비 수배 이상의 반도체 내부 정보를 관측할 수 있어 작은 배치 오류로 발생할 수 있는 결함을 예방할 수 있다고 설명했다.

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