[반도체 시사] 램리서치, 삼성 3nm GAA 정에 최첨단 식각장비 공급

램리서치 사는 증착이랑 에치공정에 기술력은 정점이라는 생각이 드네요.

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램리서치, 삼성 3nm GAA 공정에 최첨단 식각장비 공급

22년 하반기 삼성전자는 3nm tech node에 Gate-All-Around, GAA 기술을 적용시킨다고 발표했습니다. 경쟁사인 TSMC는 3nm까지는 FinFET을 적용시키고 2nm 노드부터 nanosheet 기반의 GAA 기술을 적용한다고 발표했습니다. 그래서 이번 삼성전자의 3nm GAA 기술은 최초로 3nm 노드에 초미세 선폭의 GAA 기술을 도입시키기 때문에 글로벌 반도체 업계에서 이목을 집중하고 있습니다. 특히, 소자 dimension이 작아지면서 작은 면적에 기능성 박막과 복잡한 profile을 구현하기 위해서는 고도화된 etching 기술력이 요구됩니다. 이번 기사를 통해 램리서치가 3nm GAA 공정에 최첨단 etching 장비를 공급하는 것을 보았을 때, 미세화 트랜드에 따란 반도체 생태계는 오늘도 활발히 선순환 하는 것 같습니다.

•  Lam Research 사가 차세대 트랜지스터 구조인 Gate-All-Around, GAA 공정을 지원하는 높은 선택비의 식각 제품군을 출시했습니다. 해당 장비는 삼성전자의 최선단 공정인 3nm GAA 공정에 도입됐습니다. 
  
  
• GAA는 전류가 흐르는 채널을 3면으로 활용하돈 FinFET 구조와 달리 4면을 활용하는 3D 구조의 트랜지스터입니다. 기존 상용화 됐던 FinFET 구조보다 세밀한 전류 제어 및 높은 전력 효율성을 갖추었습니다. 특히 FinFET은 공정이 복잡하여, 공정비용이 높고 'Fin'을 제조하는데 있어서 높은 기술력이 요구되며 sub-5nm 이하에서는 FinFET 소자의 Performance 향상에 한계에 도달했습니다. 
  
  
• 3nm GAA 공정에서는 중요 박막의 막질을 변형하거나 손상시키면 안되므로 정밀한 식각, 등방성 식각 등 매우 높은 고도의 기술력이 요구됩니다. 이에 램리서치는 'High selectivity'를 활용한 식각 장비 제품군을 개발했고, 'Selectivity는 식각을 원하는 물질 X의 식각률을 식각을 원하지 않는 물질 Y의 식각률로 나눈 것'입니다. Selectivity가 클수록 원하는 profile을 구현할 수 있고, 램리서치의 고선택비 식각 솔루션은 GAA의 핵심 첨단 로직 구조인 nanosheet 또는 nanowire 형성을 지원하는 데 요구되는 초고도 선택적 식각 기술을 제공하며, 막질 또한 손상시키지 않습니다.
  
  
• 해당장비는 이미 삼성전자를 비롯한 주요 반도체 업체에 첨단 공정에 도입된 것으로 알려졌고, 올해 삼성전자가 본격적으로 양산에 적용할 3nm GAA 공정에서 핵심적인 역할을 할 것으로 전망됩니다. 
  
  
• 램리서치의 이번 고선택비 식각 장비 제품군은 3가지로 구성됩니다.
  ① Agos : 혁신적인 MARS(준안정 레디컬 소스) 기술을 탑재하여 획기적인 웨이퍼 표면 처리 기술과 오염 제거 기술을 제공합니다.
  ② Prevos : 산화막과 금속막을 원자층 단위로 식각할 수 있는 초고도 선택비 식각을 가능하게 합니다. 램리서치가 독점 기술로 개발한 새로운 식각 가스를 활용하여, 반도체 제조업체의 생산요구를 지원하기 위해 식각 가스를 추가할 수 있습니다.
  ③ Selis : 고유의 라디칼과 고온 식각 기능을 채택함으로써 웨이퍼 표면 구조를 손상시키지 않고, 상하 균일한 식각 기술을 제공해 초고도의 선택적 식각을 할 수 있습니다. 
  
  두 장비의 경우 단일 시스템에 멀티 장비를 구성함으로써 선택적 멀티레이어와 식각과 공정 간 대기시간을 최소화 할 수 있다고 합니다.

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출처 : 전자부품 전문미디어, 디일렉

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