어플라이드머티어리얼즈, '프로비전 3E' 전자빔 계측 시스템 발표
어플라이드머티어리얼즈, '프로비전 3E' 전자빔 계측 시스템 발표
  • 박채균 기자
  • 승인 2021.10.21 17:40
  • 댓글 0
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첨단 로직 및 메모리 칩 패터닝에 필요한 새로운 플레이북 지원
프로비전 3E 전자빔 계측 시스템
프로비전 3E 전자빔 계측 시스템

[아이티비즈 박채균 기자] 어플라이드머티어리얼즈가 고유의 전자빔(eBeam) 계측 시스템을 21일 발표했다.

어플라이드 ‘프로비전 3E(PROVision 3E) 시스템’은 빠른 이미징 스피드를 활용한 웨이퍼 레벨의 대규모 실 패턴 디바이스 계측 및 레이어 투과 이미징 측정을 기반으로 패터닝 제어를 위한 플레이북을 지원한다.

첨단 칩은 한번에 하나의 레이어를 만들고 여러 레이어를 적층 해가며 생성된다. 수십억 개에 이르는 각 패턴 단위가 최적의 전기 특성을 갖춘 정상적 트랜지스터와 인터커넥트로 생산되기 위해서는 패터닝 및 정렬이 완벽하게 이뤄져야 한다. 현재 반도체 업계는 단순 2D 설계에서 멀티 패터닝과 3D 설계로 전환되는 추세다. 따라서 각각의 핵심 레이어를 완벽하게 가공하고, 최상의 전력∙성능∙크기∙비용∙출시소요기간(PPACt) 구현을 위해서는 계측 분야의 혁신이 요구된다. 

전통적인 패터닝 제어는 다이(die) 사이 공간에 가이드를 마크를 패터닝하고, 다이 분리 과정에서 웨이퍼로부터 제거되는 ‘프록시 타깃’을 활용해 다이 패턴 정렬을 지원하는 ‘광학적 오버레이 툴’ 방식으로 수행된다. 광학적 프록시 타깃 근사치 방식은 웨이퍼 내의 소수의 다이 패턴을 통계적으로 샘플링하는 방식으로 적용된다. 

그러나 배선폭의 지속적인 축소, 멀티 패터닝의 광범위한 적용, 3D 설계 구조의 도입 등은 레이어 간의 왜곡을 발생시켜 전통적 패터닝은 제어 방식에서는 측정 결함이나 사각지대를 피하기 어렵게 되었다. 이에 따라 엔지니어들은 기존의 광학적 프록시 타깃 패턴 결과로 실제 패턴 디바이스 상의 패터닝 결과를 예측하는데 점점 어려움을 겪고 있다. 

전체 웨이퍼 상의 반도체 소자 구조를 레이어 투과 이미징을 활용해 빠른 속도로 직접 계측하는 새로운 전자빔 시스템의 출현으로 빅데이터 기반의 새로운 패터닝 제어 플레이북이 채택되고 있다. 전자빔 계측 분야의 최첨단 혁신 장비인 어플라이드의 PROVision 3E 시스템은 새로운 플레이북을 위해 특별히 설계됐다.

키스 윌스 어플라이드머티어리얼즈 이미징&프로세스 컨트롤 부문 그룹부사장 겸 총괄매니저는 “프로비전 3E 시스템의 분해능과 속도는 광학 계측의 사각지대를 없애 웨이퍼 전반은 물론 칩의 여러 레이어를 투과하는 정확한 계측을 수행토록 한다. 이를 통해 PPAC를 향상하고 새로운 공정 기술과 칩의 시장 출시 속도를 가속화하는 다차원 데이터 세트를 반도체 제조사에 제공한다”고 말했다.


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