- GAA·3D 낸드용 정밀 재료 공학 구현…상하부 균일도 높여 스케일링 지원

 

어플라이드 머티어리얼즈가 GAA 트랜지스터와 고적층 3D 낸드 공정의 재료 균일도와 식각 정밀도를 높여 성능 편차와 수율 과제를 줄이는 차세대 증착·식각 시스템 2종을 공개했다.

 

고종횡비 공정 정밀도 높여

AI 컴퓨팅 수요가 늘면서 반도체 업계는 더 깊고 좁은 3D 구조를 채택하고 있다. 하지만 구조 내부 전체에 재료를 균일하게 형성하거나 원하는 영역만 정밀하게 제거하기 어려워지면서 성능과 수율 확보가 새로운 과제로 떠오르고 있다.

 

어플라이드는 이러한 문제를 해결하기 위해 센트리스 스펙트럴(Centris Spectral) 실리콘 질화막(SiN) 원자층증착(ALD) 시스템과 프로듀서 셀렉트라(Producer Selectra) 몰리브덴 식각 시스템을 공개했다. 두 시스템은 깊고 좁은 3D 구조 내부에서도 유전체 박막 증착과 금속 제거를 정밀하게 제어한다. 상부와 하부의 공정 편차를 줄이고 재료 균일도를 높여 로직과 메모리의 3D 스케일링을 뒷받침한다.

 

3D 구조 균일도 높이는 ALD

실리콘 질화막은 표면 보호와 절연, 패터닝 스페이서 형성에 사용되는 핵심 재료다. 그러나 기존 플라즈마 강화 증착 방식은 고종횡비 구조 내부에 균일한 박막을 형성하는 데 한계가 있었다.

 

센트리스 스펙트럴 SiN 원자층증착 시스템은 고밀도 마이크로파 플라즈마 기술을 적용해 높고 좁은 구조 내부에도 치밀한 실리콘 질화막을 형성한다. 플라즈마 밀도 증가에 따른 이온 손상 문제를 줄이면서 저온 공정에서도 상하부 균일도를 확보한다. 이 시스템은 GAA 트랜지스터 콘택트용 라이너 형성에도 활용되며, 핵심 계면의 저항과 정전용량을 낮춰 디바이스 성능을 높인다.

 

센트리스 스펙트럴은 어플라이드의 스펙트럴(Spectral) 원자층증착 플랫폼 기반으로 개발됐다. 쿼드 반응기 설계와 플라즈마·열처리 기능, 시분할 및 공간 분할 원자층증착 기술을 지원하며 현재 주요 반도체 제조사에 도입되고 있다.

 

고적층 낸드 식각 한계 극복

3D 낸드 적층 수가 증가하면서 워드라인 분리 공정도 복잡해지고 있다. 기존 습식 식각 방식은 높은 적층 구조 내부까지 화학물질이 균일하게 도달하기 어려워 상부에 식각이 집중되는 문제가 발생한다.

 

프로듀서 셀렉트라 몰리브덴 식각 시스템은 선택적 금속 제거 기술을 활용해 적층 구조 전체에서 균일한 워드라인 분리를 구현한다. 정교한 공정 제어와 가스 공급 기술을 적용해 깊은 구조 내부에서도 상하부 균일도와 프로파일 정밀도를 확보했다. 이 시스템은 셀 간 편차를 줄여 누설 전류를 낮추고 데이터 보존성을 개선한다. 대량 양산 환경에서 검증을 마쳤으며 3D 낸드 공정의 건식 식각 전환에도 활용된다.

 

어플라이드 머티어리얼즈 반도체 제품 그룹 프라부 라자(Prabu Raja) 사장은 "AI 컴퓨팅 확산에 따라 트랜지스터 구조와 메모리 스택이 복잡해지면서 재료를 정밀하게 증착하고 선택적으로 제거하는 기술 중요성도 커지고 있다"고 밝혔다.

 

#어플라이드머티어리얼즈 #센트리스스펙트럴 #프로듀서셀렉트라 #원자층증착 #ALD #3D낸드 #GAA #몰리브덴식각 #반도체장비 #AI반도체