반도체 업계에 웨이퍼 제조 장비 및 서비스를 공급하는 램리서치(Lam Research)는 인공지능과 머신러닝 부문에서 칩 메모리 밀도를 높이는 데 필요한 새로운 솔루션을 추가했다. 이 후면 증착용 VECTOR® DT와 후면 및 베벨의 박막(film) 제거용 EOS® GS 습식 식각의 도입을 통해 램리서치는 글로벌 웨이퍼 스트레스 관리 제품 포트폴리오를 확장했다.

고종횡비(HAR, high-aspect-ratio) 증착과 식각이 3D NAND 스케일링의 핵심 기술인 한편, 적층 박막의 스트레스 누적에 따른 웨이퍼 보우(wafer bow)를 제어하면서 증착 층 수를 늘리는 것이 큰 과제가 되어왔다. 이러한 스트레스에 의한 웨이퍼 변형(distortion)은 리소그래피 초점심도(depth-of-focus) 저하, 오버레이 성능 저하, 구조적 변형을 일으켜 웨이퍼 수율에 큰 영향을 미친다. 전체 수율을 개선하려면, 전체 제조 공정 흐름의 여러 단계에서 웨이퍼, 다이, 피처 수준의 스트레스를 꼼꼼히 관리해야 한다. 어떤 경우에는 성능을 강화할 수 있는 공정이 스트레스 특성 때문에 배제되는 경우도 있다.

3D NAND 제조에서 웨이퍼 보우의 경제적인 제어 솔루션을 제공하는 VECTOR DT 시스템은 램리서치의 PECVD(plasma-enhanced chemical vapor deposition: 플라즈마 화학기상 증착법) 라인에 최근 추가된 제품이다. VECTOR DT는 웨이퍼 전면에는 닿지 않고 웨이퍼 후면에 가변 카운터 스트레스 박막을 증착해 웨이퍼 형상을 관리하는 단일 단계(single-step) 솔루션이다. 이로 인해 리소그래피 결과는 향상되고, 보우로 인한 결함은 줄어들며, 고성능 하이 스트레스 박막 적용이 가능해진다. 출시 이후 고객들이 많이 찾고 있는 VECTOR DT의 설치 기반은 96층 이상의 제품으로 전환하면서 계속 성장 가도를 달리고 있다.

램리서치는 카운터 스트레스 박막 증착과 더불어, 고객들이 3D NAND 제조과정에서 웨이퍼의 스트레스를 유연하게 조정하도록 후면 박막 제거 기술도 제공한다. 램리서치의 EOS GS 습식 식각 제품은 VECTOR DT를 보완한다. 후면과 베벨 박막을 동시에 제거해 업계 최고의 습식 식각 균일성을 구현하면서, 웨이퍼 전면을 완벽하게 보호한다. 웨이퍼 보우 종합 관리 솔루션에 속하는 램리서치 EOS GS도 전 세계 메모리 제조업체들의 선택을 받고 있는 제품이다.

램리서치의 세샤 바라다라잔(Sesha Varadarajan, senior vice president and general manager of the deposition product group)은 “우리 고객들은 계속해서 메모리 셀 층의 수를 크게 늘리고 있어 누적 스트레스와 웨이퍼 보우가 리소그래피 장비의 한계를 초과할 수 있다"며, "목표 수율을 달성하고 비트당 비용 로드맵을 실현하려면 스트레스로 인한 변형을 최소화하는 것이 관건"이라고 말했다. 또 "램리서치는 VECTOR DT와 EOS GS 시스템을 추가해 스트레스를 전반적으로 관리하여 고객의 수직 스케일링 로드맵을 지원하는 스트레스 관리 솔루션을 확장하고 있다”고 덧붙였다.