AI 컴퓨팅 수요 확대로 HBM과 3D 적층 기반 첨단 패키징 기술이 빠르게 확산되는 가운데, 어플라이드 머티어리얼즈가 관련 제조 공정 전반을 겨냥한 신규 반도체 장비 6종을 한꺼번에 내놨다. 첨단 패키징 핵심 공정 장비 3종, 전자빔 계측·결함 리뷰 시스템 2종, D램용 에피택시 시스템 1종으로 구성된다.

어플라이드 머티어리얼즈는 29일 차세대 AI 칩 구현에 필요한 3D 아키텍처를 지원하는 신규 반도체 제조 시스템 라인업을 공개했다.

신제품은 △Opta Quad CMP 플랫폼 △Nokota Vmax 2 ECD 시스템 △Producer Avila 2 PECVD 시스템 △VeritySEM 7AP △SEMVision G7AP △Centura Prime 에피 시스템 등 총 6종이다.

Opta Quad CMP 플랫폼은 첨단 패키징 전용으로 설계된 화학기계연마(CMP) 시스템이다.

연마 중 웨이퍼 상태를 실시간으로 모니터링하고 동적으로 제어해 웨이퍼 내 균일성과 총 두께 편차(TTV) 제어 성능을 높였다.

하이브리드 본딩 공정에서 요구되는 표면 평탄도 확보에 활용된다.

Nokota Vmax 2 ECD 시스템은 TSV 충전부터 마이크로범프 형성까지 광범위한 첨단 패키징 공정에서 고정밀 구리 도금을 구현한다.

적응형 패턴 튜닝(APT) 기술을 적용해 회로 레이아웃에 따른 편차를 보정하고 웨이퍼 전반의 도금 균일성을 높였다.

Producer Avila 2 PECVD 시스템은 TSV 주변에 내부 응력을 균형 있게 제어한 유전막을 증착해 초박형 D램 다이의 기계적 안정성을 개선하며, 12단·16단 이상 고적층 HBM 공정에 적용 가능하다고 회사 측은 설명했다.

프라부 라자 어플라이드 머티어리얼즈 반도체 제품 그룹(SPG) 사장은 “차세대 3D 아키텍처의 복잡성으로 모든 공정 단계에서 새로운 수준의 정밀도가 요구된다”며 “유전막 CVD, ECD, CMP 분야에서의 리더십과 공정 통합 전문성이 고객의 3D 적층 구조 수율 확보에 기반이 될 것”이라고 말했다.

첨단 패키징 팹에서도 웨이퍼 팹 수준의 결함 관리 필요성이 커지는 데 대응해 전자빔 시스템 2종도 함께 공개됐다.

VeritySEM 7AP는 두껍고 이종 재료가 혼재된 기판과 휨이 심한 기판에서도 피처를 정밀하게 측정하며, 10nm 이하의 측정 감도를 제공한다고 밝혔다.

SEMVision G7AP는 실리콘·유기물·유리 기판 전반에서 고해상도 결함 리뷰와 자동 분류를 구현하며, 대량 양산 첨단 패키징을 지원하는 일부 메모리·로직 제조사가 이미 도입한 것으로 전해진다.

키스 웰스 어플라이드 머티어리얼즈 이미징 및 공정 제어 그룹 부사장은 “패키징 팹에서도 결함을 정확하게 감지·분류할 수 있는 전자빔급 정밀도가 필요해지고 있다”며 “두 시스템 모두 3D 아키텍처 고유의 기판 특성과 결함 과제 해결을 위해 전용 설계됐다”고 설명했다.

업그레이드된 Centura Prime 에피 시스템은 D램 주변부 트랜지스터의 소스·드레인 영역에 도핑된 실리콘게르마늄(SiGe) 및 실리콘인(SiP)을 선택적으로 성장시켜 구동 전류와 트랜지스터 효율을 높인다.

장비 설치 면적도 기존 대비 20% 줄여 D램 팹 내 생산 능력 확장에 유리하다고 회사 측은 밝혔다.