KLA-텐코, 집적회로 장비 기술 위한 측정 시스템 공개

[테크월드=이나리 기자] KLA-텐코가 10나노(nm) 이하 집적회로(IC)의 개발 및 대량 제조를 가능하게 하는 4가지 혁신적 측정 시스템을 공개했다.

Archer 600 오버레이 계측 시스템, 웨이퍼사이트(WaferSight) PWG2 패턴 웨이퍼 기하학 측정 시스템, 스팩트라쉐이프(SpectraShape) 10K 광학적 임계치수(CD) 측정 시스템 및 센스어레이 하이 템프(SensArray HighTemp) 4mm 현장 온도 측정 시스템을 발표했다.

이들 4가지 새로운 시스템은 자체 정렬 4중 패턴화(SAQP) 및 극자외선(EUV) 노광과 같은 첨단 패턴화 기술을 지원할 수 있도록 KLA-Tencor의 독창적인 5D 패턴화 제어 솔루션의 기능을 확장한다.

KLA-텐코 의 최고 마케팅 책임자 오레스트 돈젤라(Oreste Donzella)는 “선도적 첨단 장비 제조자는 극도로 엄격한 패턴화 사양서에 대응하고 있다"며 "패턴화 오류를 이해하기 위해 칩제조사는 공정 변수를 정량화하고, 그 출처를 가려내고 근본 문제를 해결해야 한다. 오늘 발표된 새로운 계측 시스템은 엔지니어가 노광 모듈에서 세밀한 스캐너 교정을 명시하고 식각, 필름 및 기타 모듈에서 공정을 개선하는 데 사용할 수 있는 중요 데이터를 생성한다”고 말했다.

이어서 “당사의 새로운 오버레이 계측, 패턴 웨이퍼 기하학, 광 임계치수 및 현장 온도 측정 시스템은 193i 다중 패턴화 성능을 견인하고 조기 EUV 노광 결과의 기초를 제공하는 데 있어 핵심적인 역할을 한다”고 덧붙였다.

Archer 600은 이미지 기반의 오버레이 계측 기술을 새로운 광학 및 측정 대상으로 확장하여 칩 제조사가 첨단 로직 및 메모리 기기를 위한 3nm 이하의 OPO(on-product Overlay) 에러를 구현할 수 있도록 한다. 혁신적 ProAIM은 공정의 변이에 대해 보다 향상된 견고성을 제공함으로써 기기 패턴의 오버레이와의 상관 관계를 향상시켜 더 나은 정확성(기기 패턴 기반의 정확성)을 이끌어 낼 것이다.

Archer 600의 새로운 광학 기술은, 더 밝은 광원 및 편광 모듈의 도움을 바탕으로, 더욱 엄격한 오버레이오류 피드백 - 얇은 막질에서 불투명한 막질에 이르는 - 반도체 공정 전체에 걸쳐 제어할 수 있도록 만들어준다. Archer 600의 강화된 생산성은, 개선된 스캐너 보정 및 변화(excursion)의 식별을 위한 오버레이의 샘플링 증가를 지원한다. 다수의 Archer 600 시스템은 이미 전세계의 로직 및 메모리 제조업체에서 가장 첨단 장비의 계측에 사용되고 있다.

WaferSight PWG2는 종합적인 웨이퍼 스트레스 및 형상(shape)의 균일성 데이터를 생산하여 필름 증착, 열강화, 식각 및 기타 공정장비에 대한 모니터링 및 매칭을 가능하게 한다. WaferSight PWG2의 현저한 생산성 향상으로 생산에서 웨이퍼 샘플링을 증가시켜 칩제조사가 패턴 공정 및 수율에 문제를 야기할 수 있는 공정 유발 웨이퍼 스트레스 변화를 파악하고 교정하도록 돕는다.

또한 WaferSight PWG2의 웨이퍼 형상 데이터는, 노광 장비에 피드포워드 되어 웨이퍼 스트레스, 특히3D NAND의 고적층 구조에 따른 웨이퍼의 변형으로 인한 오버레이 에러 감소에 사용될 수 있다. 업계에서 유일하게 웨이퍼를 수직하게 세워 측정함으로써, WaferSight PWG2는 웨이퍼 앞면과 뒷면을 동시에 측정해 스캐너 초점의 예측 및 제어를 개선할 수 있는 웨이퍼 편평도 및 나노 토포그라피를 생성한다. 다수의 WaferSight PWG2 시스템이 첨단 IC 제조업체에 설치되어 노광 제어를 위한 개발 및 대량 제조 공정에서 광범위한 제조 공정의 모니터링과 최적화에 사용되고 있다.

SpectraShape 10K 광학 기반의 계측 시스템은 식각, 화학기계적 평판화(CMP) 및 기타 공정 단계에 따르는 복잡한 IC 소자 구조의 임계치수(CD) 및 삼차원 구조를 측정한다. 소자 구조들의 포괄적인 분석을 위해 SpectraShape 10K는, 새로운 편광기능 및 다중 입사각을 장착한 타원계, 그리고 새로운 고휘도 광원의 TruNI 광간섭 두께 측정기를 포함하는 다양한 일련의 광학 기술을 채택했다.

이러한 기술은 FinFET 및 3D NAND 소자들과 관련된 여러 임계 매개변수(임계치수, 높이, SiGe 구조형태 및 채널 정공 휨 프로파일 등)의 정확한 측정을 가능하게 한다. 앞선 제품보다 산출량이 높은 SpectraShape 10K는 엄격한 공정 제어에 요구되는 증가된 샘플링 및 다중 패턴화 기법으로 인한 다중 적층 공정 수의 증가를 도와준다.

SpectraShape 10K는모든 선도적 메모리 제조업체에서 첨단 3D NAND 제조를 지원하는 추가적 시스템과 함께FinFET 및 다중 패턴화 통합을 위해 파운드리에서 전폭적으로 채택했다.

실시간 계측을 통해 SensArray HighTemp 4mm 무선 웨이퍼는 고급 T/F 공정에 대한 시간적 공간적 온도 정보를 제공한다. 이전 제품보다 더 얇은 웨이퍼 두께를 갖춘 SensArray HighTemp 4mm는 트랙, 스트립 및 물리적 증기 침착(PVD) 시스템을 포함하는 광범위한 공정 설비에서 사용이 가능하다. 온도 범위가 20°C ~ 400°C인 SensArray HighTemp 4mm는 공정 및 패턴 성능에 영향을 줄 수 있는 열 변화량을 보여줌으로써 공정 특성 및 설비 검증을 가능하게 한다.