어플라이드 머티어리얼즈(이하 어플라이드)가 극자외선(EUV) 및 High-NA EUV 공정 개발 속도 및 수율을 개선할 수 있는 장비를 공개했다.

어플라이드가 24일 온라인 기자간담회를 열고 전자빔 계측 시스템 ‘베리티SEM 10(VeritySEM 10)’과 반도체 EUV 노광 공정의 더블 패터닝을 축소할 수 있는 ‘센투라 스컬프타(Centura Sculpta)’를 발표했다.

‘베리티SEM 10’은 극자외선(EUV) 및 High-NA EUV 리소그래피 공정으로 그린 미세화 회로 간의 거리를 정밀하게 측정하는 장비다.

반도체 제조기업들은 리소그래피 스캐너를 이용해 패턴을 형성하고 CD-SEM을 사용해 서브 나노미터 단위로 패턴을 측정해 정확성을 높여왔다. 하지만 이러한 패턴 거리 측정은 EUV, High-NA EUV 공정 도입으로 포토레지스트 두께가 얇아지면서 한계에 봉착했다.

서브 나노미터의 정확한 계측을 제공하는 고분해능 이미지를 캡처하기 위해서는 CD-SEM이 극도로 얇은 포토레지스트가 점유한 좁은 공간에 얇은 전자빔을 정확하게 조사하는 기술이 필요하다. 통상적으로 전자빔 에너지는 포토레지스트와 상호작용하며 조사되는 전자빔의 랜딩 에너지가 너무 높으면 포토레지스트가 수축돼 패턴 왜곡으로 오류가 발생한다.

어플라이드는 이러한 기술적 어려움을 해결하기 위해 낮은 랜딩 에너지로 기존 CD-SEM에 비해 2배 높은 분해능을 가능케 하는 ‘베리티SEM 10’ 장비를 개발했다. 이석우 어플라이드코리아 이미징 및 프로세서 제어 기술 총괄은 “1~2nm 급의 고분해능과 처리량을 30% 개선해 반도체 제조 공정의 효율을 높일 수 있다”고 밝혔다.

어플라이드는 EUV 노광 공정의 더블 패터닝을 축소할 수 있는 ‘센투라 스컬프타(Centura Sculpta)’ 시스템도 이날 공개했다.

최근 반도체 제조기업들은 EUV를 통한 미세 회로 구현을 위해 EUV 더블 패터닝 공정을 확대하고 있다. 더블 패터닝은 소자 밀도를 높이기에는 효과적이지만 설계와 패터닝 과정이 복잡해 반도체 생산 비용이 높다는 단점이 있다.

어플라이드는 센투라 스컬프타 시스템을 도입해 더블 패터닝 공정을 축소한다. 스컬프타 시스템은 패턴 형태를 원하는 방향으로 길게 늘려 소자 간 간격을 줄이고 패턴 밀도를 높인다. 또, 최종 패턴은 싱글 마스크로부터 생성되기 때문에 설계 비용과 복잡성이 줄어들고 더블 패터닝 정렬 오류로 인한 불량률도 감소한다.

회사 측은 스컬프타 시스템 도입을 통해 반도체 제조 기업이 ▲10만 WSPM(Wafer Starts Per Month) 생산능력당 2억5000만 달러 이상의 자본 비용 절감 ▲웨이퍼당 50달러 이상의 생산 비용 절감 ▲웨이퍼당 15kWh 이상의 에너지 절감이 가능하다고 밝혔다.

이길용 어플라이드 코리아 기술 마케팅 및 전략 프로그램 총괄은 “(스컬프타 시스템 도입을 통해)더블 패터닝이 아닌 한 번의 EUV 패터닝을 통해 칩 면적과 비용을 최적화할 수 있는 획기적인 혁신”이라고 강조했다.

디일렉=노태민 기자 tmnoh@thelec.kr
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