어플라이드 "EUV 확대로 CFE 적용 사례 확대"
기존 TFE 기술로 검출 불가능한 결함도 계측 가능
CFE 기술 적용하면 10배 빠른 이미징 속도 구현
이석우 어플라이드 이미징 공정제어 기술담당 총괄이 CFE 기술을 소개하고 있다.
<사진=노태민 기자>
반도체 장비 기업 어플라이드 머티어리얼즈(AMAT)가 반도체 미세화에 대응할 ‘냉전계(Cold Field Emission, CFE)’ 기술과 장비를 공개했다. 어플라이드는 CFE 계측 장비를 통해 웨이퍼 위의 미세 결함을 사전에 검출할 수 있고, 미세 공정 개발 속도를 단축시킬 수 있다고 설명했다.
AMAT는 13일 서울 삼성동 그랜드 인터컨티넨탈서울 파르나스호텔에서 기자간담회를 열고 전자빔(eBeam) 이미징 CFE 기술과 이 기술을 적용한 전자빔 시스템 ‘SEM 비전 G10’, ‘프라임비전 10’을 소개했다.
전자빔은 대표적인 반도체 결함 검출 방식으로 전자를 방출해 웨이퍼의 결함을 검출한다. 기존 광학 시스템에 비해 검출 면적은 좁지만, 정확한 결함 검출이 가능해 미세 공정에 많이 적용되고 있다.
어플라이드는 이날 기존 고온전계(Thermal Field Emission,TFE) 기술을 대체할 CFE 기술을 공개했다. TFE 기술은 1500도 이상 고온에서 공정이 진행되지만, CFE 기술은 상온(26도)에서 공정 진행이 가능하다. 어플라이드 측은 온도를 대폭 낮춤으로써 빔 폭은 좁아지고 전자 개수가 많아져 나노미터(nm) 이하의 이미지 분해능 및 10배 빠른 이미징 속도 구현이 가능하다고 설명했다.
CFE 기술의 중요성은 EUV 장비 도입이 늘어나면서 더욱 증가하고 있다. 이석우 어플라이드 이미징 공정제어 기술담당 총괄은 “기존의 계측 장비로는 미세 공정 결함을 검출하기 어려운 면이 많았다”며 “CFE 계측 장비를 통해 게이트올어라운드(GAA) 칩과 고집적도 D램, 3D 낸드 메모리 등의 개발 속도 단축이 가능하다”고 밝혔다.
이날 어플라이드는 CFE 기술뿐 아니라 CFE 기술을 적용한 계측 장비 ‘SEM 비전 G10’ 장비와 ‘프라임비전 10’ 결함 검출 시스템도 이날 선뵀다.
‘SEM 비전 G 10’은 전자빔 계측 시스템으로 미세 결함을 이미징화해, 칩 공정 개발 및 대량생산에 영향을 미치는 문제를 파악할 수 있는 장비다. 또 CFE 기술을 사용해 nm 이하 이미지 분해능과 기존 제품 대비 3배 빠른 이미징 작업 구현이 가능하다.
‘프라임비전 10’은 웨이퍼 표면 미세 결함을 검사하기 위한 나노미터 단위 분해능, 3D GAA 구조 로직 소자 및 고종횡비 메모리 소자 수율에 영향을 주는 치명적 결함을 검사하는 장비다. TFE 기반 전자빔 계측 시스템보다 10배 빠르게 고분해능 이미지 생성이 가능하다.
이석우 기술담당총괄은 “반도체 공정에 EUV 적용이 확대되면서 다양한 종류의 결함들이 발생하고 있다”며 “이러한 결함 검출을 위해 CFE 장비 사용은 지속적으로 확대될 전망”이라고 밝혔다.
이어 “글로벌 반도체 장비 시장에서 전자빔 시스템의 성장세가 두드러진다”며 “어플라이드는 CFE 장비 시장에서 현재 50%에 가까운 시장 점유를 유지하고 있으며 (시장 경쟁력 강화를 위해) 고객과의 소통을 늘려가겠다”고 밝혔다.
