[반도체 시사] 고적층 3D 낸드, 웨이퍼 휘어짐 현상 해결이 과제!

램리서치가 3D 낸드 플래시 성능 발전을 위해서는 박막에 가해지는 압력을 조절하는 기술 개발이 요구된다고 강조했습니다. 셀 적층 높이가 증가하면서 웨이퍼의 변형 방지가 반도체 수율을 높일 수 있다는 이야기입니다.

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고적층 3D 낸드, 웨이퍼 휘어짐 현상 해결이 과제!

고성능 반도체 생산에 따라 웨이퍼 보우(bow) 현상이 증가하면서 압력을 조절할 수 있는 기술 개발이 요구됩니다. 웨이퍼 bow 현상은 3D로 쌓인 적층 박막에 압력이 가해지면서, 이에 따라 웨이퍼가 활 처럼 휘어져 변형되는 현상입니다. 노광공정에서 DoF와 Overlay 성능을 낮추고 구조적인 변형을 일으켜 제대로 된 패턴이 형성되지 않아 전체적인 수율 저하에 요인이 됩니다.

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• 웨이퍼 보우 현상은 웨이퍼 적층수가 높아지면서 발생하게 됩니다. 현재 낸드 플래시는 3차원 구조로, 평면으로 셀을 배치하던 기존의 2D 방식에서 벗어나 셀을 수직구조로 쌓습니다. 높은 Aspect ratio의 증착과 식각은 3D 낸드 스케일링의 핵심기술이지만, 웨이퍼의 구조적 변형이 생겨 수율이 낮아지는 문제가 있습니다. 따라서 전체 제초 공정의 첫 단계부터 마지막 단계까지 꼼꼼한 웨이퍼 관리의 필요성이 요구됩니다.
  
  
• 박막 압력 조절 기술은 반도체 제조과정에서 요구하는 웨이퍼 관리 방법 중 하나입니다. 램리서치가 보유하고 있는 후면 증착용 벡터 (VECTOR) DT와 후면 베벨의 박막(film) 제거용 이오스(EOS) GS 습식식각 장비군이 박막 압력을 조절할 수 있는 대표기술입니다.
  
  
• 벡터 DT 시스템은 PECVD로 웨이퍼 보우의 경제적인 제어 솔루션을 제공하고 웨이퍼 전면에는 닿지 않으면서 웨이퍼 후면에 가변 카운터 스트레스 박막을 증착함으로써 웨이퍼의 형상을 관리합니다. 벡터DT 솔루션을 적용하면 노광 수율 향상과 보우로 인한 결함 감소, 고성능 하이 스트레스 박막 적용이 가능해집니다. 두께가 두꺼운 박막을 적용하면서 웨이퍼의 변형을 최소화할 수 있게 됩니다.
  
  
• 이오스GS 습식 식각 제품은 3D 낸드 제조 과정에서 웨이퍼의 압력을 유연하게 조정하는 장비입니다. 벡터 DT를 보완해 후면과 베벨 박막을 동시에 제거 가능하빈다. 습식 식각의 균일성을 구현하고 웨이퍼 전면을 보호합니다. 

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출처 : 전자부품 전문미디어 디일렉

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