'반도체장비 세계1위' 어플라이드 머티어리얼즈, 전자빔 기술 공개

[이데일리 최영지 기자] “3차원(3D) 반도체 등 구조가 점점 더 복잡해지고 있는 데다 EUV(극자외선) 공정을 통해 패턴도 미세해져 계측과 검사 기술의 수준도 높아져야 하는 상황입니다. 자사의 냉전계 방출(CEF) 전자빔(eBeam) 기술로 나노미터 단위의 숨겨져 있는 부분의 결함까지 검출할 수 있습니다.”(이석우 어플라이드 머티어리얼즈 코리아 기술담당 총괄)

이석우 어플라이드 머티어리얼즈 코리아 기술담당 총괄이 13일 서울 강남구 삼성동 인터컨티넨탈 서울 파르나스 호텔에서 열린 어플라이드 머티어리얼즈 코리아 전자빔 이미징 혁신 기술 및 신제품 발표 기자간담회에서 발표를 하는 모습. (사진=어플라이드 머티어리얼즈 코리아)

전 세계 반도체장비 시장에서 점유율 1위를 기록하는 어플라이드 머티어리얼즈(AMAT)는 13일 그랜드 인터컨티넨탈 서울 파르나스에서 신제품 발표 기자간담회를 열어 미세한 반도체 결함을 찾아내는 CFE 전자빔 기술 및 관련 제품을 소개했다.

반도체 제조사들은 크기가 너무 작아 광학 시스템으로 확인되지 않는 결함을 검출 및 분류하기 위해 전자빔 기술을 사용한다. 이석우 총괄은 “전자빔 시장은 지난 3년간 95% 증가했다”며 “이는 반도체 시장이 전자빔 기술을 요구하고 있는 것이며, 계측과 결함 검사 기능이 매우 중요해졌다”고 했다.

CFE 기술은 △극도의 초고진공 전자빔 컬럼 △새로운 자가 세정 모드를 기반으로, 반도체 결함을 더 빠르게 검출하도록 지원하는 혁신 기술이다. 나노미터 단위 기저부 결함을 찾을 수 있고 이미지 작업 속도를 향상시킬 수 있다는 게 회사 측 설명이다.

또 상온에서 작동하는 점도 기존 고온전계 방출형(TFE) 전자빔 시스템과 다른 점이다. 1500℃ 이상에서 작동하는 TFE 시스템과 달리 CFE 기술은 온도를 낮춰 빔 폭을 좁히면서도 전자 개수를 늘렸다.

기존 고온전계 방출형(TFE) 전자빔 시스템과 달리 CFE 기술을 통해 작은 결함을 빠르게 찾을 수 있다. (사진=어플라이드 머티어리얼즈 코리아)

CFE 기술로 미세 공정에서 결함을 찾아내는 사례. (사진=어플라이드 머티어리얼즈 코리아)

이런 특성을 활용한 CFE 기술은 나노미터 단위 이미지 분해능을 최대 50% 향상하고, 이미징 속도를 최대 10배 빠르게 구현할 수 있다. AMAT는 이 기술의 상용화로 차세대 GAA 로직 칩은 물론 고집적도 메모리반도체의 개발 및 생산 속도가 빨라질 것으로 기대하고 있다.

AMAT는 CFE 기술에 기반한 전자빔 시스템 ‘SEM 비전 G10’과 ‘프라임 비전 10’도 출시했다. 미국 실리콘밸리에 본사가 있는 AMAT는 삼성전자와 SK하이닉스 등을 고객사로 뒀다. 2021년 기준 세계 전자빔 시장 점유율 50% 이상을 차지한 전자빔 시스템 분야 최대 공급 업체다.

어플라이드 머티어리얼즈의 SEM 비전 G10 시스템. (사진=어플라이드 머티어리얼즈)