첨단 장비를 제조하는 기업은 정밀한 패턴화 사양서에 대응해야 한다. 패턴화 오류를 줄이려면 칩 제조사는 공정 변수를 정량화하고, 원인을 찾아내 문제를 해결해야 한다.
때문에 사용하는 계측 시스템이 엔지니어가 노광 모듈에서 세밀한 스캐너 교정을 명시하고 식각, 필름 및 기타 모듈에서 공정을 개선하는 데 사용할 수 있는 중요 데이터를 생성해야 한다.

공정 제어 및 수율 관리 솔루션 제공업체인 KLA-Tencor Corporation이 10nm 이하 집적회로의 개발 및 대량 제조에 필요한 4가지 측정 시스템을 발표했다. 새로운 측정시스템은 Archer 600 오버레이 계측 시스템, WaferSight PWG2 패턴 웨이퍼 기하학 측정 시스템, SpectraShape 10K 광학적 임계치수(CD) 측정 시스템 및 SensArray HighTemp 4mm 현장 온도 측정 시스템이다. 이들 시스템은 자체 정렬 4중 패턴화(SAQP) 및 극자외선(EUV) 노광과 같은 첨단 패턴화 기술을 지원한다.

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. Archer 600의 새로운 광학 기술은, 더 밝은 광원 및 편광 모듈로 더 세밀한 오버레이오류 피드백 - 얇은 막질에서 불투명한 막질에 이르는 - 반도체 공정 전체를 제어할 수 있다. 또한 개선된 스캐너 보정 및 변화(excursion)의 식별을 위한 오버레이의 샘플링을 증가시킬 수 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. 생산시 웨이퍼 샘플링을 증가시켜 칩 제조사가 패턴 공정 및 수율에 문제를 야기할 수 있는 공정 유발 웨이퍼 스트레스 변화를 파악하고 교정하도록 돕는다. 또한 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 수직으로 세워 웨이퍼 앞면과 뒷면을 동시에 측정하여 스캐너 초점의 예측 및 제어를 개선할 수 있는 웨이퍼 편평도 및 나노 토포그라피를 생성한다.

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 구조들을 포괄적으로 분석하기 위해 편광기능 및 다중 입사각을 장착한 타원계, 그리고 고휘도 광원의 TruNI 광간섭 두께 측정기를 포함하는 다양한 일련의 광학 기술이 포함됐다.

실시간 계측을 통하여 SensArray HighTemp 4mm 무선 웨이퍼는 고급 T/F 공정에 대한 시간적 공간적 온도 정보를 제공한다. 이전 제품보다 더 얇은 웨이퍼 두께로 트랙, 스트립 및 물리적 증기 침착(PVD) 시스템을 포함하는 광범위한 공정 설비에서 사용된다. 온도 범위가 20°C ~ 400°C로 공정 및 패턴 성능에 영향을 줄 수 있는 열 변화량을 보여줘 공정 특성 및 설비 검증이 가능하다.

이들 신 제품들은 KLA-Tencor의 5D Analyzer 첨단 데이터 분석 시스템과 통합되어 실시간 공정 제어를 지원하고 엔지니어링 감시 및 분석을 위한 도구를 제공한다

이향선기자 hslee@nextdaily.co.kr