낮은 랜딩 에너지, 고분해능 실현…High NA EUV 공정 지원할 것

[산업일보]
반도체 및 디스플레이 장비 제조 기업 어플라이드 머티어리얼즈(Applied Materials) 코리아는 24일 '패터닝 혁신 기술 발표 온라인 기자간담회'을 진행했다.

행사를 통해 최근 CD-SEM 시장 동향과 신제품 ‘전자빔 계측 시스템 베리티샘 10(VeritySEM 10)’에 대해 발표했다.

CD(Critical Dimension)-SEM(Scanning Electron Microscopy)은 패턴 거리측정 주사전자현미경)을 말한다.

어플라이드 머티어리얼즈 코리아 이석우 이미징 및 프로세스 제어(IPC) 기술 총괄은 ‘New CD-SEM Technology Paves the Way to High-NA EUV’를 발제로, 전자빔(eBeam) 세그먼트 중 포토(photo)와 에치(Etch) 공정에서 수율을 높이는 데 사용되는 CD-SEM 기술 동향과 측정 한계, 신제품 베리티샘 10에 대해 발표했다.

이 총괄은 “CD-SEM은 일종에 반도체 공정에서 측정자로서 작용하고 있다”라며, “리소그래피가 점점 작은 패턴을 만드는 공정으로 바뀌게 되면서 DUV(심자외선), EUV(극자외선), High NA EUV 등의 공정으로 개발이 진행되고 있다”라고 최근 시장에 대해 언급했다.

발표에 따르면, DUV의 경우 보통 PR(포토레지스트) 스텍이 100nm 정도된다. EUV는 30-60nm, high NA EUV는 10-20nm로 굉장히 얇은 PR 두께를 가진다. 동시에 패턴의 피치(pitch), 즉 패턴간 거리도 High NA EUV에서는 DUV 보다 훨신 작은 사이즈를 갖게 된다.

결국 PR 두께, 패턴 사이의 거리 등이 좁아지는 High NA EUV 패턴을 스탠다드 CD-SEM으로 측정하기는 어려운 상황이라 게 이 총괄의 설명이다.

그는 SEM 프리시전(Precision)을 보면, DUV에서는 0.1nm, EUV에서는 0.07nm, High NA EUV 0.05nm 정도의 스펙을 요구하면서 현재까지 High NA EUV 공정을 서포트할 CD-SEM 기술이 없었다며, 베리티샘 10을 릴리즈하게 됐다고 밝혔다.

이 장비에 대해 “랜딩 에너지 측면에서는 기존 장비보다 더 낮은 랜딩에너지로 갈 수 있게 개발됐다. 그러면서도 레졸루션은 2배 이상 향상된 결과를 얻었다. 포토공정에서 리지스트(Resist) 데미지는 최소화하는 동시에 스루풋 측면에서는 약 30% 정도 빠른 스루풋을 갖는 장비”라고 소개했다.

아울러, 신제품이 스탠다드 SEM에 비해 보다 얇은 리지스트 포토, 아주 작은 패턴 사이즈 피치를 갖는 조건에서도 선명한 이미지를 보여준다고 했다.

이 총괄은 4i, 5i, 6i, 7i 등 베르티샘의 이전 세대를 합쳐서 현재까지 1천300여 대가 전 세계에 설치됐으며, 2021년 공식 집계 기준으로 SEM 전체 시장에서 34%, 로직 파운드리에서는 41% 정도의 시장점유율을 가지고 있다고 밝혔다.

그는 베르티샘이 High NA EUV, GAA(Gate-All-Around)와 3D 낸드 공정에서 지속적인 애플리케이션을 확장할 것으로 예측됨에 따라 시장점유율은 더 올라갈 가능성이 있다고 분석했다.