ACM 리서치, 로직·DRAM 및 3D-NAND 반도체 제조용 첫 번째 고온 싱글 SPM 장비 출시

반도체 및 고급 WLP(Wafer-Level Packaging) 애플리케이션용 웨이퍼 처리 솔루션의 선도 기업인 ACM 리서치(ACM Research, Inc.)가 자사 최초의 300mm 싱글 웨이퍼 과산화황 혼합물 시스템(Sulfuric Peroxide Mixture system, SPM) 장비를 출시했다고 발표했다.

이 장비는 첨단 로직, DRAM, 3D-NAND 칩, 기타 집적 회로(IC) 제조의 습식 세정 및 식각(etching) 공정에 널리 사용할 수 있으며, 특히 고용량 이온을 활용한 포토레지스트(PR) 제거 공정과 금속 식각 및 스트립(Strip) 공정에 적합하다.

이 제품은 기존 ACM 리서치의 SPM 공정 제품을 확장한 것으로, 10nm 이하의 첨단 공정에서 고온의 단계를 추가해 더욱 다양하고 세밀한 온도 단계를 지원한다.

ACM 리서치의 데이비드 왕(David Wang) CEO는 이번 장비 출시와 관련해 “이번에 개발한 싱글 SPM 장비는 기존에 고객사에서 호평을 받은 당사의 Ultra C Tahoe 장비를 기반으로 한다. 기존 Ultra C Tahoe 장비는 정상 온도에서 대부분의 SPM 공정단계를 지원하고 있으며, 이번 장비는 거기에 고온 SPM의 공정 능력을 추가해 습식 세정 장비 분야에서 다양한 포트폴리오를 구축하게 됐다. Tahoe 및 싱글 SPM 장비는 현재 첨단 반도체 제조에 배포된 거의 모든 SPM 프로세스를 지원한다. ACM은 세계적인 주요 세정 솔루션 공급 업체가 되는 것을 목표로, 첨단 고온 이소프로필 알코올(IPA) 건조 및 초임계 이산화탄소 건조 기술을 포함한 새로운 공정 역량을 지속적으로 개발할 것“이라고 말했다.

오늘날 대부분의 SPM 습식 공정은 145°C 미만의 황산 및 과산화수소를 혼합하며 PR 제거 및 식각 후 세정 공정, 중간 용량의 이온 주입 및 CMP (Chemical Mechanical Polishing) 후 세정 공정에 널리 사용된다. 2018년에 소개된 ACM의 Ultra C Tahoe는 벤치 SPM과 싱글 웨이퍼 세정을 하나의 시스템에 통합했다. 이들 공정 처리는 업계에서 그 우수한 성능을 인정받았으며, 보다 우수한 세정 결과를 얻을 수 있음과 동시에 황산 및 폐기물 발생량을 대폭 감소 시켜 관련 비용을 절감할 수 있다.

오늘날 기술 노드가 10nm 이하로 확장되면서 145°C 이상 또는 200°C 이상의 더 높은 온도를 사용해야 하는 SPM 공정 단계 수가 증가하고 있다. 고용량 이온 주입 후 PR 제거, 건식 애시(dry ash) 공정을 사용하지 않는 습식 스트립 공정, 특수 금속 필름 제거 공정은 모두보다 고온 공정을 지원하는 SPM을 필요로 한다. ACM의 새로운 싱글 SPM 장비는 고온 공정을 지원해 사용자에게 공정 시간 단축, 유기 오염 제거, 세정 및 접착제 제거 후 필름 손실 감소 등의 추가 이점을 제공한다.

데이비드 왕 CEO는 “ACM 리서치의 Tahoe 시스템이 대상으로 하는 황산 공정은 기존의 주류 온도며 일반적인 싱글 웨이퍼 SPM 시스템과 비교해 황산량을 크게 줄일 수 있으며 환경친화적”이라고 설명했다. 이어 “보다 발전된 기술 노드는 점점 더 고용량의 이온 주입 공정을 요구한다. 이런 고용량 이온 주입은 포토레지스트를 경화(硬化)시키므로 이런 결함을 피하려면 효과적인 PR 제거를 위해 더 높은 온도의 SPM이 필요하다. ACM의 새로운 싱글 고온 SPM 장비는 고온 공정 지원과 최적화된 공정 챔버를 결합해 주요 공정 단계 후에 경화된 PR 및 유기 잔류 결함을 더 빠르고 효과적으로 제거할 수 있다”고 덧붙였다.

ACM 리서치의 새로운 싱글 고온 SPM 장비는 독특한 다단계 구배 가열 시스템(multilevel gradient heating system)을 사용해 황산을 예열한 뒤 이를 과산화수소와 혼합해 초고온을 달성한다. 동시에 이 제품 챔버는 다양한 화학 물질의 구성을 지원하며 공정에서 화학 물질 비율과 온도를 동적으로 설정하는 데 사용할 수 있는 온라인 화학 혼합 산(CIM) 시스템을 갖추고 있다. 챔버 구성은 ACM 리서치의 특허 기술인 SAPS 및 TEBO 메가소닉 기술과 결합할 수도 있으며, 더 많은 화학 물질 지원과 다양한 보조 세척 솔루션 지원이 가능하다.

ACM은 올해 이미 중국 고객사에 이 시스템 2대를 납품했다. 한 곳은 40nm 이하의 로직 공정 연구 개발 회사고, 다른 한 곳은 메모리 공정 연구 개발 회사다. 최근에는 중국 고객으로부터 새로운 싱글 SPM 장비에 대한 추가 주문을 받았으며, 2022년 상반기 인도할 예정이다. 이러한 장비는 ACM 리서치의 독자적인 메가소닉 세척 기능을 탑재했으며 TSV (through-silicon via) 등 3D 구조의 세정에 사용할 수 있다.

ACM 리서치(ACM Research, Inc.) 개요

ACM은 싱글 웨이퍼 또는 배치 습식 세정을 위한 반도체 공정 장비를 개발, 제조 및 판매하고 있으며, 전기 도금, 무응력 광택 및 열 공정 등은 첨단 반도체 소자 제조 및 웨이퍼 레벨 패키징에 매우 중요한 공정이다. 회사는 반도체 제조업체들이 생산성과 제품 수율을 향상시키기 위해 수많은 제조 단계에서 사용할 수 있는 고성능의 비용 효율적인 맞춤형 공정 솔루션을 제공하기 위해 노력하고 있다. 자세한 정보는 홈페이지에서 참조하면 된다.