반도체 및 첨단 웨이퍼 레벨 패키징(WLP) 애플리케이션을 위한 웨이퍼 및 패널 처리 솔루션 전문 기업인 ACM 리서치(ACM Research, Inc., NASDAQ: ACMR, 이하 “ACM”)는 선도적인 주요 반도체 제조사에 자사의 첫 번째 플라즈마 강화 화학 기상 증착(PECVD) SiCN(실리콘 카보나이트라이드, silicon carbonitride) 시스템을 출하했다고 발표했다. 이 시스템은 ACM 플래니터리(Planetary) 제품군의 토성(Saturn) 시리즈에 새롭게 추가된 장비로, ACM의 링강 연구소(Lingang lab)에서 고객이 정의한 공정 규격을 충족했으며 현재 고객사 현장으로 출하되어 검증(validation) 절차를 진행할 예정이다. 첨단 BEOL(배선 후 공정, back-end-of-line) 요구사항을 충족하도록 설계된 이 시스템 역시 급성장 중인 첨단 패키징 시장에서 ACM의 입지를 확대할 것으로 기대된다.
ACM의 PECVD SiCN 시스템은 기존 방식과는 차별화된 독자적 증착 아키텍처를 기반으로 한다. 이 구조는 하나의 반응 챔버 내에서 공정을 세 개의 스테이션으로 분산 수행하는 방식으로, 세계 최초의 3-스테이션 PECVD 설계라고 설명된다. 이 회전형 증착 설계에서는 각 스테이션이 전체 막 두께의 1/3씩 증착하므로, 계면층 형성, 가스 유동 관리, 그리고 웨이퍼 전면에 걸친 막 균일도를 보다 정밀하게 제어할 수 있다. 또한 ACM의 “One Station, One RF” 제어 소프트웨어 기술은 각 스테이션마다 전용 RF 시스템을 통해 독립적인 플라즈마 제어를 가능하게 하여, 공정 안정성을 높이고 스테이션 간 일관성을 향상시키는 데 기여한다.
ACM의 사장 겸 CEO인 데이비드 왕(David Wang) 박사는 “이번 첫 번째 PECVD SiCN 시스템 출하는 ACM이 공정 기술 역량을 지속적으로 확장해 나가는 데 있어 중요한 이정표로 기록될 것”이라며, “이 플랫폼은 최첨단 공정 요구사항을 지원하고, 점점 복잡해지는 반도체 제조 및 차세대 디바이스 통합에 필요한 제어 성능과 일관성을 제공하는 혁신적인 장비 설계를 특징으로 한다”고 말했다.
이 시스템은 55나노미터 이하 첨단 BEOL 공정용 PECVD SiCN 공정을 지원하도록 설계되었으며, 적용 분야에는 다음이 포함된다.
• 구리 산화 억제
• 구리 확산 방지막
• 식각 정지층(etch stop layer)
로직 디바이스가 더욱 미세화되고 집적 요구가 높아짐에 따라, 파티클 제어, 플라즈마 안정성, 계면층 제어에 대한 요구도 점점 중요해지고 있다. 이와 같은 요구는 첨단 패키징 공정에서도 SiCN 막에 대한 수요를 증가시키고 있으며, 특히 차세대 디바이스 집적에서 웨이퍼 레벨 본딩(wafer-level bonding) 과 같은 응용 분야에 적합한 특성을 제공한다. 이러한 응용에서 SiCN은 우수한 접착력, 높은 본딩 에너지, 치밀한 박막 특성을 바탕으로 집적 신뢰성을 향상시키고, 금속 이온 확산을 억제하며, 더 높은 집적도의 디바이스 구조를 지원할 수 있다.
ACM의 PECVD SiCN 시스템은 300mm 웨이퍼 공정용으로 구성되어 있으며, 최대 400°C의 공정 온도를 지원한다. 또한 4개의 로드 포트(load port) 와 3개의 프로세스 챔버(process chamber)를 갖추고 있어, 고효율 웨이퍼 이송 및 유연한 공정 운용이 가능하도록 설계되었다.
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