어플라이드, 신개념 웨이퍼 생산 플랫폼 ‘비스타라’ 발표

[테크월드뉴스=박규찬 기자] 어플라이드 머티어리얼즈가 새로운 웨이퍼 생산 플랫폼인 ‘비스타라(Vistara)’를 발표하면서 현재 반도체 생산에서 발생하는 문제 해결 지원에 적극 나선다는 방침이다.

어플라이드 머티어리얼즈는 지난 30일 분당 사무실에서 '비스타라 플랫폼 신기술 발표 미디어 라운드 테이블'에서 새로운 플랫폼과 신기술을 소개했다.

비스타라 플랫폼은 어플라이드 머티어리얼즈 메모리 식각 기술 장대현 총괄이, 하이브리드 본딩 및 TSV 신기술은 어플라이드 머티어리얼즈 패키지 기술 박흥락 총괄이 각각 브리핑을 진행했다.

▶신개념 웨이퍼 생산 플랫폼 ‘비스타라’
‘비스타라’는 어플라이드 플랫폼 사상 지난 10여 년간 가장 중대한 혁신을 이룬 플랫폼으로 반도체 제조사에게 유연성, 인텔리전스, 지속 가능성을 제공해 증가하는 반도체 생산 문제 해결을 지원할 계획이다.

특히 비스타라 플랫폼은 전례 없이 어플라이드와 파트너사의 다양한 챔버 유형, 크기, 구성과 호환된다. 4개 또는 6개 웨이퍼 배치 로드 포트, 최소 4개에서 최대 12개 프로세스 챔버로 구성돼 다양한 워크로드에 대응이 가능하다.

또한 비스타라 플랫폼은 원자층 증착, 화학 기상 증착 공정에 사용되는 소형 챔버는 물론 에피택시, 식각 공정에 쓰이는 대형 챔버와도 호환된다. 어플라이드와 어플라이드 고객은 이 챔버를 결합해 통합 재료 솔루션(IMS) 레시피를 개발할 수 있으며 IMS 레시피를 통해 여러 순차적인 웨이퍼 생산 공정 단계가 진공 상태의 동일한 시스템 내에서 완료할 수 있도록 돕는다.

비스타라 플랫폼 브리핑에서 장대현 총괄은 “어플라이드는 지난 2000년도 전후 반도체 제조에 있어 높은 생산성이 요구되는 시점부터 1990년 엔듀라 플랫폼을 시작으로 올해 비스타라 플랫폼을 개발하기까지 많은 노력이 필요했다”며 “이번 비스타라 플랫폼은 최대 12개의 챔버를 배치할 수 있고 파트너사의 챔버까지도 장착할 수 있게 해 반도체 제조 시 증가하는 복잡성 문제를 해결했다”고 설명했다.

어플라이드의 웨이퍼 생산 시스템은 4만 5000개로 세계 최대 설치 기반을 자랑한다. 또한 매년 수천 개의 신규 시스템을 출시하고 있으며 이는 대부분 지난 30년간 출시 및 개선된 어플라이드의 엔듀라, 센츄라, 프로듀서, 센트리스 플랫폼에 기반한다.

특히 이번 비스타라 플랫폼은 어플라이드의 하드웨어 및 소프트웨어, 공정 기술, 생태효율성 설계팀 소속 엔지니어 수백 명이 4년 이상 개발한 끝에 완성됐다.

장 총괄은 “고객은 비스타라 플랫폼의 인텔리전스를 통해 제품 출시 기간을 단축하고 양산 과정에서 생산성과 수율을 극대화함으로써 케이던스 및 비용 증가 문제를 해결할 수 있다”고 말했다.

인텔리전스는 로드락의 지능적 제어를 통해 펌프 및 환기 시간을 최적화하는 공장 인터페이스 모듈을 포함한 플랫폼 전반에 통합돼 있다. 이는 반도체 제조사가 입자 및 결함을 줄여 수율 극대화에 도움을 준다.

장 총괄은 “비스타라는 어플라이드의 ‘3x30 이니셔티브’ 달성을 위해 특별 제작된 최초의 플랫폼”이라며 “2030년까지 등가 에너지 사용, 화학 물질 사용의 영향 및 클린룸 설치 공간 요구사항을 30% 절감할 수 있도록 설계됐다”고 설명했다.

어플라이드 반도체 사업부 프라부 라자(Prabu Raja) 사장은 “이전 제품과 마찬가지로 비스타라는 고객 혁신, 신뢰성, 생산성 측면에서 오랜 기간 신뢰받는 플랫폼으로 자리잡기 위해 설계됐다”며 “반도체 제조의 복잡성, 비용, 케이던스, 탄소 배출 등 반도체 업계가 해결해야 할 문제가 늘고 있는 가운데 이를 해결하기 위한 고유 솔루션이 필요한 시기에 맞춰 출시됐다”고 말했다.

▶이종 접합 칩 제조를 위한 어플라이드 신기술
어플라이드 머티어리얼즈는 이날 비스타라 플랫폼과 함께 최근 하이브리드 본딩과 실리콘관통전극(TSV : Through-Silicon Via) 공법을 사용한 칩렛을 최신 2.5D 및 3D 패키지에 통합하는데 도움이 되는 재료 및 기술, 신제품을 발표했다. 

이종 접합 제조(HI : Heterogeneous Integration)는 반도체 회사가 다양한 기능, 기술 노드, 크기의 칩렛을 최신 패키지로 결합해 단일 제품처럼 작동하도록 지원한다.

어플라이드 패키지 기술 박흥락 총괄은 브리핑을 통해 이종접합 칩 제조를 위한 하이브리드 본딩 및 TSV 신기술에 대해 설명했다.

박 총괄은 “칩 투 웨이퍼, 웨이퍼 투 웨이퍼 하이브리드 본딩은 구리-구리 결합을 이용해 직접 칩(들)을 연결함으로써 결합된 소자들이 단일 소자처럼 성능을 내도록 한다”며 “하이브리드 본딩은 현재 생산에 적용 중인 가장 발전된 HI 기술로 더 작은 공간에 더 많은 배선을 집적하고 신호가 이동하는 거리를 줄임으로써 처리량과 전력 소비를 개선한다”고 설명했다.

이어 그는 “인세프라 SiCN 증착 시스템은 어플라이드가 선도하고 있는 하이브리드 본딩 제품군의 포트폴리오를 확장하는 제품”이라며 “이 시스템은 업계 최고 수준의 유전체간 결합 강도를 자랑하고 우수한 구리 확산 방지 특성을 제공하는 새로운 실리콘탄소질화물(SiCN)을 사용한다”고 덧붙였다.

이는 주어진 면적에서 강력한 유전체 결합을 통해 훨씬 더 많은 구리-구리 배선을 집적하는데 필요한 구조적 안정성을 확보함으로써 전력 소비를 낮추고 소자의 성능을 높인다는 설명이다.

박 총괄은 “어플라이드의 이종 접합 기술을 통해 저전력, 고성능, 저비용 등 PPACt(Power, Performance, Area Cost, time-to-market)가 향상된다”고 강조했다.

또한 함께 출시된 카탈리스트 CMP 솔루션은 후속 고온 열처리 단계에서 결합될 구리 소재의 표면을 의도적으로 오목하게 만드는 ‘디싱(dishing)’을 제어할 수 있다. 즉 어플라이드의 카탈리스트 솔루션은 디싱을 줄이고 처리량을 높이는 동적 온도 제어 기술이다.

아울러 어플라이드는 더 높은 종횡비의 TSV를 구현하고 반도체 제조업체가 집적 및 성능, 전력 목표를 달성할 수 있도록 지원하는 유전체와 금속 증착을 위한 ▲프로듀서 인비아 2 CVD 시스템 ▲엔듀라 벤튜라 2 PVD 시스템 ▲프로듀서 아빌라 PECVD 시스템 등 새로운 TSV 기술을 선보였다.