KLA의 새로운 Axion® T2000 계측 시스템은 엑스레이의 성능을 최대화합니다. 이 시스템을 통해 첨단 기억소자 반도체 칩을 구성하는 복잡한 수직 구조를 측정할 수 있습니다.
가시광선보다 파장이 훨씬 짧은 엑스레이는 흡수가 거의 없이 물체를 통과할 수 있으므로 시각적으로 불투명하거나 매우 두꺼운 물체를 손상시키지 않고 내부를 볼 수 있습니다. 이러한 특성 덕분에 엑스레이는 의료 진단 및 공항 보안 검사 등 일상적인 응용 분야에서 유용하게 사용되고 있습니다.
마찬가지로 엑스레이는 수직 기억소자 구조 내부를 보는 것이 필요한 반도체 칩 제조의 계측 응용분야에 사용됩니다. 반도체 칩 제조사들은 평면 비례축소에만 의존하는 대신 수직 비례축소의 혁신을 활용하여 기억소자 반도체 칩 성능 향상을 달성할 수 있습니다. 예를 들어 3D 낸드 기억소자 반도체 칩은 각 새로운 세대별로 점점 더 높이 올라가고 있으며, 셀을 믿을수 없을 높이로 적층하여 작은 소자 공간 내에서 향상된 반도체 칩 성능을 제공합니다.
이러한 수직 기억소자 반도체 칩 제조는 고종횡비 (HAR) 구조 형성을 포함합니다. 이러한 것들은 높이가 매우 높고 폭이 아주 좁은 나노 단위 구조 형상들입니다. 예를 들어, 채널 홀은 직경이 65~100nm 홀을 높이 10µm 이상인 박막 적층에 홀을 식각해서 형성하며 100:1 이상의 종횡비가 될 수 있습니다. 이러한 HAR 구조는 구조 상단부터 하단까지 균일한 거의 완벽한 수직 형상 단면으로 형성되어야 합니다.
이러한 수직 구조가 올바르게 형성되어 있는지 확인하기 위해 기억소자 제조사는 전체 높이를 따라 정확하게 구조를 측정해야 하며, 이때 엑스레이가 필요합니다. 엑스레이는 기억소자를 통과해 HAR 구조의 전체 수직 면을 따라 고해상도 형상 정보를 수집합니다. 양산에서 여러 공정 단계에 대한 인라인 모니터링에 충분한 속도로 기억소자 반도체 칩을 손상하지 않으면서 수행됩니다.
A Unique X-Ray Metrology Solution
Axion T2000은 고유한 엑스레이 계측 해결책으로, CD-SAXS(critical dimension small angle X-ray scattering) 기술을 사용하는 수직 기억소자 반도체 칩 제조에 이용됩니다. 고선속 광원은 맞춤형 광학 장치를 통해 이동한 다음 받침대에 수직으로 장착된 웨이퍼로 투과되는 엑스레이를 생성합니다. 엑스레이는 웨이퍼의 기억소자 구조와 상호 작용하여 회절 무늬를 생성하며 고효율 검출기에 의해 형상화됩니다. 업계 최고의 동적 범위를 가진 받침대는 엑스레이가 여러 입사각과 방위각으로 통과하도록 웨이퍼를 정밀하게 회전시킵니다. 결과적인 회절 영상 세트는 3D 기하학적 정보로 인코딩됩니다. KLA의 업계 최고의 AcuShape® 모델링 소프트웨어는 이러한 영상에서 기억소자 반도체 칩 기능이나 성능에 영향을 미칠 수 있는 미묘한 형상 변동을 포함한 복잡한 형상 단면 정보를 추출합니다.
엑스레이 영상을 갖춘 Axion T2000은 고해상도, 비파괴적, 임계 치수 및 3D 형상 계측을 제공하여 수직 기억 반도체 칩에서 가장 까다로운 형상 변동을 식별하는 데 필요한 주기 시간을 단축합니다. Axion T2000이 측정한 구조적 변동의 예로는 3D NAND 채널 홀 식각 형상, 기울기, 휘어짐 및 다중 적층단위 층 오버레이, 슬릿 단면, 휘어짐 및 텅스텐 기공이 있습니다. Axion이 생산한 데이터는 기억소자 제조업체들이 제조 공정의 모든 단계에서 사용한다. 연구개발 동안 Axion T2000은 빠른 학습 주기를 달성하기 위해 사용되며, FIB-SEM, TEM 및 단면 SEM과 같이 납기시간이 길고 파괴적 계측 방법에 대한 의존도를 줄입니다. 공정 엔지니어가 새로운 공정, 설계 노드 및 소자를 정확하게 특성화할 수 있도록 지원하여 증산 주기 시간을 단축합니다. 양산에서 Axion T2000은 주요 공정 단계를 인라인으로 모니터링하여 기억소자 반도체 칩 품질에 영향을 미치는 변동을 식별하고 신속하게 해결합니다.
KLA의 Axion T2000 엑스레이 계측 시스템에 대한 자세한 내용을 보려면 제품 팩트 시트(왼쪽)를 클릭하거나 Axion 제품 항목을 방문하십시오.