[첨단 헬로티]

KLA-텐코(KLA-Tencor)는 첨단 로직 및 메모리 공정 노드의 실리콘 웨이퍼와 반도체 칩 제조 과정에서 장비와 공정 모니터링의 두 가지 핵심 난제를 해결할 수 있는 새로운 결함 검사장비 2종을 발표했다고 밝혔다. 

Voyager 1015 시스템은 웨이퍼 재작업이 가능할 때 포토레지스트 형성 직후 리소그래피 셀 검사를 포함한 새로운 패턴 웨이퍼 검사 기능을 제공한다. Surfscan SP7 시스템은 베어 웨이퍼(Bare wafer)나 필름의 결함을 전례 없이 탁월한 감도로 검출한다. 이는 7nm 로직과 첨단 메모리 기술 노드를 위한 실리콘 기판 제조에 필수적일 뿐만 아니라 반도체 칩 제조 공정상의 이슈를 최대한 조기에 검출하기 위해서도 매우 중요한 기능이다. 두 검사 시스템 모두 애초에 결함이 발원한 곳에서 문제점을 검출함으로써 혁신적인 전자 기기의 출시를 앞당기기 위해 설계됐다. 

KLA-Tencor의 오레스테 돈젤라(Oreste Donzella) 부사장 겸 최고마케팅책임자는 “첨단 IC 기술을 사용하는 웨이퍼와 반도체 칩 제조사일수록 오류가 허용될 여지가 거의 없다”며, “차세대 반도체 칩의 CD(Critical Dimension)는 매우 작다. 베어 웨이퍼나 블랭킷 필름(Blanket-film) 모니터 웨이퍼의 수율에 심각한 영향을 주는 결함의 최소 크기가 기존 모니터링 장비가 검출할 수 있는 한도보다 작을 정도로 줄어들고 있다. 

결함 검출의 두 번째 핵심 난제는 193i나 EUV의 리소그래피 공정 초기에 발생해 수율에 심각한 영향을 주는 결함을 높은 신뢰도로 검출하는 것이다. 이를 위해 KLA-Tencor의 엔지니어링 팀은 비패턴/모니터 웨이퍼용과 패턴 웨이퍼용의 두 가지 결함 검사장비를 개발했다. 이들 제품은 까다로운 결함 문제를 신속하고 정확하게 해결할 수 있도록 엔지니어들에게 핵심 역량을 제공한다”고 말했다. 

▲Voyager 1015 패턴 웨이퍼 결함 검사 시스템

Surfscan SP7 비패턴 웨이퍼 결함 검사장비는 유례없이 뛰어난 감도를 구현하는 데 성공했다. 이는 이전 세대 Surfscan 장비들이 지난 수십 년 간 시장을 선도할 수 있도록 분해능 향상을 이끌어 온 조명 및 검출 센서 아키텍처 상의 대혁신을 통해서 이룩한 성과다. 이 같은 기술적 도약은 크기가 가장 작으면서 치명적인 결함을 검출하는데 핵심이 된다. 새롭게 향상된 분해능 성능 덕분에, 웨이퍼를 Surfscan 시스템에서 제거할 필요 없이 또한 시스템 처리량에 영향을 주지 않고도 이물질, 스크래치, 슬립 라인(Slip line), 스태킹 결함 등 다양한 결함 유형을 실시간으로 분류할 수 있게 됐다. 또한 Surfscan SP7은 최대 전력 밀도를 정밀하게 제어하여 얇고 손상되기 쉬운 EUV 포토레지스트 검사가 가능해졌다. 

Voyager 1015 패턴 웨이퍼 결함 검사 시스템은 새로운 검사 시 사용되는 조명, 수집, 그리고 센서 아키텍처를 활용하여 업계에서 오랫동안 문제가 되었던 현상후검사(ADI, after develop inspection) 문제를 해결한다. 이 혁신적인 레이저 산란 검사장비는 감도는 높이면서 발견해야 하는 결함과 관련 없는 신호는 줄임으로써 다른 어떤 대안 장비보다 훨씬 빠르게 결과를 도출해낸다. 

새로운 Surfscan SP7과 마찬가지로 Voyager 시스템 역시 탁월한 전력 밀도 제어 기능을 지원한다. 이에 따라 손상되기 쉬운 포토레지스트를 현상 후에 라인 내(Inline)에서 검사가 가능하다. 리소그래피 셀과 기타 제조 공정 모듈에서 매우 중요한 결함에 대한 높은 처리량을 가진 검출력은 공정 문제를 빠르게 식별하고 바로잡을 수 있게 해준다. 

현재 선도적인 글로벌 웨이퍼, 장비, 반도체 칩 제조업체들이 첫 Surfscan SP7과 Voyager 1015 시스템을 사용하고 있으며, 이들은 또한 KLA-Tencor의 eDR 전자빔 검사설비와 Klarity 데이터 분석 시스템을 활용해 공정제어 문제를 근원에서 식별하고 있다. 웨이퍼와 반도체 칩 제조업체에서 요구하는 높은 성능과 생산성을 유지할 수 있도록 Voyager와 Surfscan SP7 시스템은 KLA-Tencor의 글로벌 종합 서비스 네트워크의 지원을 받는다.