AMAT, 초미세 반도체 결함 빠르게 찾는 '전자빔' 공개

차세대 전자빔 기술 'CFE' 첫선

분해능 50%, 속도는 10배 개선

"차세대 칩 상용화 시기 앞당길 것"

[서울=뉴시스] 이인준 기자 = 어플라이드머티어리얼즈(AMAT)가 갈수록 복잡해진 반도체 칩에서 결함 부위를 정밀하게 찾아내는 신기술을 공개했다.

AMAT는 전자빔(eBeam) 이미징 기술에 기반한 '냉전계 방출'(CFE∙Cold Field Emission) 기술을 상용화했다고 13일 밝혔다. AMAT 코리아는 이날 서울 삼성동 그랜드컨티넨탈 서울 파르나스 호텔에서 전자빔 이미징 혁신 기술과 'SEM비전 G10'(SEMVision G10), '프라임비전 10'(PrimeVision 10) 등 신제품 2종 발표 기자간담회를 열었다.

그동안 반도체 업체들은 일반적으로 광학(Optical) 시스템으로 반도체 결함 검사를 수행해왔다. 하지만 반도체 구조가 복잡·미세화하면서 검사에 어려움이 커졌다. 낸드 플래시 메모리 등 제품이 3차원(3D) 구조로 전환되면서 기존 검사 방식으로는 한계에 부딪쳤다.

AMAT에 따르면 CFE 기술은 광학 시스템으로 확인이 어려운 머리카락 굵기의 10만분의 1에 해당하는 나노미터(㎚·10억분의 1m) 단위의 반도체 칩에 대한 결함 검사까지 수행할 수 있다.

AMAT 전자빔이 한번에 쬘 수 있는 빛의 각도는 0.5도 수준으로, 광학(60도) 시스템에 비해 검사할 수 있는 범위는 좁다. 반면 해상도가 높아 광학 시스템을 보완하는 역할을 기대할 수 있다.

특히 AMAT가 이번에 개발한 CFE 신기술은 기존 전자빔에 비해 해상도가 개선됐다. 회사 측에 따르면 물체의 세밀한 부분을 관찰할 수 있는 정도를 뜻하는 '분해능'은 기존 기술 대비 최대 50% 높아졌다.

반도체 구조를 시각화하는 이미징 속도도 최대 10배까지 향상됐다. 전자빔은 온도를 낮출수록 방출되는 전자의 수가 늘어나 검사 속도도 빨라진다. 여기에 ▲극도의 초고진공 전자빔 컬럼 ▲새로운 자가 세정 모드 등을 통해 오염물질을 제거해 안정적인 성능을 낸다는 게 회사 측 설명이다.

AMAT 코리아는 CFE 기술 상용화로 3차원 차세대 GAA(Gate-All-Around) 로직 칩은 물론 고집적도 D램, 3D 낸드 메모리의 개발과 생산 속도도 빨라질 것이라고 밝혔다.

키스 웰스(Keith Wells) AMAT 이미징 및 공정제어 그룹 부사장은 "CFE 상용화는 지난 수십 년간 전자빔 기술 분야에서 이룬 가장 큰 진보"라며 "업계에서 가장 높은 분해능과 전자밀도를 제공하는 어플라이드의 새로운 CFE 기술로 반도체 제조사들은 결함을 더 빠르게 검출하고 이미징 할 수 있다"고 말했다.

AMAT는 미국 실리콘밸리에 본사를 둔 재료공학 솔루션 분야의 선도 기업이다. 매출 기준 2021년 세계 반도체 장비업체 1위로, 전 세계 모든 반도체 칩과 첨단 디스플레이 제품 생산에 자사 장비를 공급한다. 

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