KLA는 극자외선(EUV) 기술이 적용된 고성능 로직·메모리 생산라인에 적합한 전자빔 패턴 웨이퍼 결함 시스템 'eSL10'을 출시했다고 21일 밝혔다.

전자빔 패턴 웨이퍼 결함 시스템은 전자빔(e-beam)을 웨이퍼의 표면에 주사해 웨이퍼와의 상호작용에 의해 발생된 이차전자(Secondary eletron, SE)를 이용, 표면을 관찰한다. 전자빔의 출력이 한정돼있기 때문에 정확도를 높이면 처리속도와 처리량(Throughput)이 줄어들었고, 반대로 처리속도와 처리량을 늘리면 정확도가 떨어지는 문제가 있었다.

KLA는 전자빔 아키텍처와 알고리즘을 완전히 새롭게 설계, 고해상도로 빠르게 검사를 할 수 있도록 했다. 고유의 전자 광학 설계를 적용해 식각, 에피, 화학적기계연마(CMP) 등 다양한 공정 층은 물론 3D 낸드, 로직, D램 등 각 디바이스 유형 전반의 결함을 검출할 수 있다.

장비에선 '옐로우스톤(Yellowstone)' 스캔 모드를 택할 수 있다. 이 모드는 한 번 스캔할 때마다 100억 개 픽셀의 정보를 제공한다. 보다 넓은 범위에서 표면을 관찰하기 때문에 웨이퍼의 불량 범위(hotspot)를 빠르게 찾아낼 수 있다. 이 모드를 진행해 찾은 핫스팟을 일반 전자빔 모드로 고감도 검사하는 식이다.

또 '시뮬6(Simul-6)' 센서 기술을 통해 한 번의 스캔으로 이차전자와 후방산란전자(BSE)를 모두 감지하기 때문에 표면, 형상, 재료 명암, 딥트렌치 결함 정보를 동시 수집할 수 있다. 이를 통해 재료 내에서 서로 다른 결함을 검출, 각각을 식별하는 데 걸리는 시간을 줄일 수 있다.

극단적으로 감지하기 어려운 결함 신호와 주위 패턴 및 공정 노이즈를 구분하기 위해 딥러닝 알고리즘도 최초 적용됐다. 이 알고리즘은 다른 공정 단계에서 디바이스의 성능에 중대한 영향을 주는 특정 유형의 결함을 구분한다. 

eSL10 시스템과 KLA의 고성능 광역 광학 웨이퍼 결함 검사 시스템 39xx(“Gen5”) 및 29xx (“Gen4”)을 조합하면 첨단 IC 기술을 위한 강력한 결함 검출 및 모니터링 솔루션을 만들 수 있다. 이 시스템들은 함께 수율과 신뢰성을 가속화하고, 연구개발부터 양산까지 중대한 결함을 더 빠르게 찾아내고 결함 문제에 대한 더 빠른 해결을 가능하게 한다.

아미르 아조르데간(Amir Azordegan) KLA 전자빔 부문 총괄 매니저는 “단일 고전류밀도 전자빔을 사용하는 eSL10 시스템은 전자빔 검사 능력을 새로운 수준으로 끌어올렸다”며 “우리의 뛰어난 엔지니어링 팀은 전자빔 아키텍처와 알고리즘에 완전히 새로운 방식으로 접근함으로써 기존의 툴이 해결할 수 없던 문제들을 해결할 수 있는 시스템을 설계했다”고 말했다.