램리서치는 인공지능(AI) 및 고성능 컴퓨팅(HPC) 애플리케이션을 위한 차세대 반도체의 첨단 패키징을 지원하는 혁신적 증착 장비 VECTOR® TEOS 3D를 공개했다. VECTOR® TEOS 3D는 3D 다이 적층(3D Die Stacking) 및 고밀도 이종 집적(High-Density Heterogeneous Integration) 과정에서 발생하는 기술적 난제들을 해결하기 위해 개발되었다. 또한 램리서치의 독자적인 웨이퍼 휨(bow) 처리 기술, 혁신적 유전체 증착 기술, 그리고 램리서치만의 장비 인텔리전스(Lam Equipment Intelligence®) 기술을 통한 고도화된 모니터링 기능을 통해 VECTOR® TEOS 3D는 매우 두껍고 균일한 다이 간 충진(Inter-Die Gapfill)을 구현하며, 현재 전 세계 주요 로직 및 메모리 반도체 제조 공정에서 활용되고 있다.
세샤 바라다라잔 램리서치 글로벌 제품 그룹 수석 부사장은 “VECTOR® TEOS 3D는 업계 최대 두께의 공극 없는 다이 간 충진 필름을 증착하며, 극심한 스트레스와 휨이 있는 웨이퍼에서도 첨단 다이 적층 공정의 까다로운 기준을 안정적으로 충족할 수 있도록 설계되었다”고 밝혔다. 이어 “이는 무어의 법칙을 넘어 AI 시대로 나아가기 위한 반도체 칩 제조업체들의 요구에 부응하는 차별화된 혁신을 제공하며, 램리서치의 첨단 패키징 포트폴리오에 강력한 솔루션을 추가하는 것”이라고 덧붙였다.
반도체 제조 공정의 주요 난제 해결
AI의 급속한 발전은 고용량 데이터 연산 작업을 처리할 수 있는 새로운 장치에 대한 수요를 증가시키고 있다. 이에 따라 반도체 제조업체들은 AI 연산을 구현하기 위해 여러 개의 다이를 칩렛 아키텍처로 통합하는 3D 첨단 패키징 기술을 채택하고 있다. 메모리와 프로세싱 유닛을 근접 배치함으로써 신호 경로를 최적화하고, 처리 속도를 향상시키며, 더 작은 폼팩터에 고성능을 집약할 수 있다. 그러나 칩렛 다이의 높이와 복잡성이 증가함에 따라, 공정 중 발생하는 스트레스로 인한 웨이퍼 휨 및 변형, 필름 내 크랙(Crack), 공극(Void)으로 인한 결함 및 수율 저하 등 다양한 제조상의 난제가 발생하고 있다.
VECTOR® TEOS 3D는 첨단 패키징 생산 과정에서 발생하는 주요 기술적 난제를 해결하며, 고중량 및 휘어진 웨이퍼를 정밀하고 안정적으로 처리할 수 있도록 설계되었다. 나노스케일 수준의 정밀도로 다이 사이에 최대 60마이크론 두께의 특수 유전체 필름을 증착할 수 있으며, 100마이크론 이상의 두께까지도 확장이 가능하다. 이 필름은 박리와 같은 일반적인 패키징 불량을 방지하기 위해 구조적•열적•기계적 지지대 역할을 수행한다. 또한, 램리서치의 혁신적인 클램핑 기술(Clamping technology)과 최적화된 페디스탈(Pedestal) 설계를 적용하여 두꺼운 웨이퍼 가공 시에도 높은 안정성을 확보하고, 심하게 휘어진 웨이퍼에도 균일한 필름 증착이 가능하다. 클램핑 기술은 웨이퍼를 공정 중 흔들림 없이 고정하는 역할을 하며, 페디스탈 설계는 하부 지지 구조를 통해 열과 기계적 스트레스를 균일하게 분산시킨다.
기타 주요 특징
• 업계 최초 단일 공정으로 30마이크론 이상의 크랙 없는 필름 처리 가능: 수율 및 공정 시간을 획기적으로 개선.
• 생산성 향상을 위한 독자적 쿼드 스테이션 모듈(QSM, Quad-Station Module) 아키텍처: 램리서치의 검증된 쿼드 스테이션 모듈은 웨이퍼 병렬 공정 진행을 가능하게 하며, 병목 현상을 줄이기 위한 네 개의 독립 스테이션으로 구성됨. 이 모듈형 설계는 램리서치의 이전 세대 장비 대비 약 70%[1] 빠른 처리량과 최대 20%의 소유 비용 절감 효과를 제공함.
• 공정 반복성을 위한 장비 인텔리전스 기술: TEOS 3D에 내장된 장비 인텔리전스 솔루션은 스마트 기술을 활용하여 공정을 모니터링하고, 문제를 보다 신속하게 해결하며, 반복 작업을 자동화함으로써 장비 성능과 신뢰성을 높이고, 수율을 개선함.
• 향상된 에너지 효율: 고효율 RF 발생기와 ECO 모드 주변 장치 제어 기능을 통합하여 에너지 소비를 절감하면서도 공정 정밀도를 향상시킴.
업계 최고 수준의 첨단 패키징 솔루션 제품군에 합류
램리서치는 첨단 패키징 분야에서 15년간의 리더십과 수십 년에 걸친 유전체 필름 전문성을 바탕으로, 기존 VECTOR® Core 및 TEOS 제품군을 기반으로 한 VECTOR® TEOS 3D를 선보였다. 본 장비는 첨단 패키징을 위한 소재 및 공정의 지속적인 혁신을 구현하며, 업계 최고 수준의 솔루션으로 구성된 종합적인 제품 포트폴리오의 일환으로, 첨단 패키징 공정 전반에 걸쳐 주요 기술 과제를 해결하고 혁신 및 생산성 향상을 주도한다.
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