어플라이드머티어리얼즈, 베리안 VIISta Trident 시스템 소개
미래 반도체칩 스케일링 위한 고 전류 이온 주입 기술

어플라이드머티어리얼즈, 베리안 VIISta Trident 시스템

반도체, 평판 디스플레이 및 태양전지 장비 글로벌 업체인 어플라이드머티어리얼즈는 반도체 업계에서 가장 진보된 단일 웨이퍼(single-wafer), 고전류 이온 주입 시스템(high-current ion implant system)인 새로운 어플라이드 베리안(Varian) VIISta Trident 시스템을 선보인다고 밝혔다.
기존의 경우 반도체 제조 공정 시 미세한 불순물 원자(도펀트 원자, dopant atoms)를 첨가함으로써 칩에 전기적 특성을 부여했다면, 어플라이드머티어리얼즈가 이번에 선보인 베리안 VIISta Trident 시스템은 20나노미터(nm) 노드(node)에서 고성능, 전력 효율적인 로직 칩 제조 시 필요한 수율에 도달할 수 있도록 하는 이온 주입기(ion implanter)이다.
20나노미터 노드에서 도펀트의 활성화(activation)를 최적화하고 SDE(source/drain extension)의 접합부(junction) 결함을 억제하는 것은 고성능 트랜지스터의 스케일링을 위해 풀어야 할 과제였다. 도펀트의 농도 및 깊이를 정확히 맞추는 베리안 VIISta Trident 시스템 특유의 기능은 첨단 기기의 기능을 최적화하는 동시에 누설 전류를 제어하고 가변성을 감소시킨다.
어플라이드머티어리얼즈의 베리안 사업 부문(Varian Business Unit) 총괄 책임자 겸 부사장인 밥 할리데이(Bob Halliday)는 “전형적인 첨단 로직 칩은 동시 주입(co-implant) 및 기기 성능을 좌우하는 정밀 물질변형 응용기술(precision materials modification applications)을 포함해 60개 이상의 주입 공정을 필요로 한다. 이번에 선보인 VIISta Trident 기술의 정밀성은 제조업체들이 최첨단 디자인 하에서 수익성 있는 수율에 도달할 수 있도록 돕는 필수 요소이다”라고 전하며, “이렇듯 뛰어난 설비 성능은 수많은 제조업체에 최첨단 트랜지스터 제조 솔루션(transistor fabrication solutions)을 공급하는 어플라이드머티어리얼즈의 입지를 보다 강화할 것”이라고 덧붙였다.
새로운 VIISta Trident 시스템의 우수한 성능은 저에너지 기능 향상을 위해 고안된 자사 고유의 듀얼-마그넷 리본 빔 구조(dual-magnet ribbon beam architecture)를 중심으로 한다. 이 시스템의 에너지 퓨리티 모듈(Energy Purity Module)은 중요한 트랜지스터 채널을 훼손하고 누설 전류 및 성능 저하를 유도할 가능성이 있는 고전력 전하(high-energy species)를 거의 제거할 수 있다.
또한 이 시스템에 적용된 통합 극저온 기술은 트랜지스터 정합(matching)을 위한 우수한 공정 제어를 제공하고, 영하 100°C 이하에서의 생산 이온 주입(production implants)을 가능하게 한다. 이 기술은 특히 온 칩(on-chip) 캐시 메모리(cache memory)를 위한 임베디드(embedded) SRAM 셀 제조에 필수적이다. 각각의 셀을 구성하는 여섯 개 혹은 여덟 개의 트랜지스터는 모바일 컴퓨팅에 필요한 저구동전압(low operating voltages)에서 안정적인 스위칭(switching)이 가능하도록 정확히 일치되어야 한다.