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파운드리부터 WLP까지... 웨이퍼 습식 세정 솔루션 출시
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파운드리부터 WLP까지... 웨이퍼 습식 세정 솔루션 출시
  • 김주연 기자
  • 승인 2020.06.01 10:34
  • 댓글 0
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ACM리서치는 프런트사이드·백사이드(Front side&Backside) 공정을 위한 습식 세정 장비 '울트라 씨(Ultra C)' 장비 3종을 출시했다./ACM리서치

ACM리서치는 프런트사이드·백사이드(Front side&Backside) 공정을 위한 습식 세정 장비 '울트라 씨(Ultra C)' 장비 3종을 출시했다고 27일 밝혔다.

이번에 출시된 장비들은 백사이드 세정용 'Ultra C b', 자동 습식 세정 벤치 타입 'Ultra C wb', 'Ultra C s 스크러버(scrubber)' 등 3종으로, 첨단 집적회로(IC)와 전력 디바이스, 웨이퍼레벨패키지(WLP) 생산에 적합하다. 

보통 반도체 다이(die)는 웨이퍼의 윗면(Frontside)에 형성된다. 때문에 기존에는 윗면만 세정하는 게 대부분이었지만, 공정이 고도화되면서 웨이퍼의 뒷면(Backside)에 잔존하는 미세 입자(Particle)가 노광 공정이나 식각 공정 때 치명적인 불량을 야기할 가능성이 커졌다. 여기에 WLP 등 첨단 패키징 기술은 뒷면을 깎아내 전체 웨이퍼의 두께를 줄이거나 일부를 깎아내는 단계가 들어가기 때문에 웨이퍼 뒷면 세정은 필수로 자리매김하고 있다.

Ultra C b 장비는 비용 효율적인 백사이드 세정 장비다. 웨이퍼 뒷면의 금속 제거 및 RCA 세정, 웨이퍼의 박막화(wafer thinning) 또는 실리콘관통전극(TSV)을 드러내기 위한 웨이퍼 뒷면 실리콘 식각, 웨이퍼 재사용을 위해 폴리 실리콘, 산화막 그리고 질화막 층 등 웨이퍼 뒷면 필름 제거 기능을 포함한다. 파티클 제거 성능도 우수하고 에칭 제어도 균일하다고 회사 측은 설명했다. 높은 웨이퍼 휨 현상을 완화해주기 때문에 200㎜ 또는 300㎜ 초박막 웨이퍼와 본딩 웨이퍼 처리에 특히 적합하다.

기존 웨이퍼 척은 백사이드 세정 공정 시 웨이퍼 앞면에 손상을 줄 수 있지만 이 장비는 물리적인 접촉 없이 독자적인 '베르누이 척'을 사용, 척 위로 웨이퍼를 띄워 이같은 손상을 방지했다. 웨이퍼 뒷면에 용액이 분사되면 웨이퍼 측면은 질소(N2) 가스로 건조된다. 이같은 독점 설계는 웨이퍼 측면 가장자리의 언더컷 폭 제어와 핀 마크 프리 제어에 대한 요구사항을 충족한다. 이 장치는 화학처리 시간이 짧은 애플리케이션에서 시간당 웨이퍼 처리량(wph) 300장 이상의 높은 처리량까지 구현 가능하다. 초박막 웨이퍼 처리를 위한 첨단 비 접촉 로봇은 선택사항으로 포함된다.

Ultra C wb 장비는 최대 50장의 웨이퍼를 일괄 세정 가능한 장비다. ACM의 벤치와 싱글 웨이퍼 세정 장비가 혼합된 'Ultra C 타호(Tahoe)'와 같은 첨단 습식 벤치 기술이 활용됐다. 열처리 전(pre-furnace) 세정, RCA 세정, 포토레지스터 박리, 산화막 식각, 질화막 제거, 배선 전(FEOL)의 폴리·산화물 제거 또는 웨이퍼 재활용을 위한 배선 후(BEOL) 금속 제거 등에 활용 가능하다. 화학물 탱크로는 황산, 인산, 불산(HF), 버퍼드 옥사이드 에천트(BOE), SC1 및 SC2 용도 등이 각각 별도로 내장됐다.

장비에서 웨이퍼들은 연속적으로 케미컬 배스(Bath)에 담기고, 탈이온(DI)수로 헹궈진 다음 IPA를 사용하는 ATOMO 드라이어로 건조되기 때문에 물반점이 남지 않는다. 300㎜ 웨이퍼와 200㎜ 웨이퍼 생산라인을 모두 지원한다. 모듈 기반이고 설치 공간을 많이 차지하지 않기 때문에 생산 현장에서 빠르게 구축 가능하다. 

새로운 Ultra C s 스크러버 장비는 이미 WLP용으로 증명된 ACM의 스크러버 기능을 활용, IC 생산라인에도 활용할 수 있게 한 장비다. 장비 내 소프트 브러쉬는 웨이퍼 전면, 베벨 그리고 뒷면 세정 후 파티클을 제거하기 위해 정밀한 압력 제어를 사용한다. 첨단 이중 유체(기체와 액체상) 스프레이 세정 기술을 갖추고 있으며 아주 작은 파티클을 보다 강도 높게 세정해야하는 고객들은 ACM의 'SAPSTM 메가소닉 기술'을 장착할 수도 있다. 모듈화 시스템으로, 300㎜ 집적회로(IC) 생산라인을 위해 전체 8개의 챔버를 전·후면 각 4개로 구성할 수 있게 했다. 첫번째 Ultra C s 장비는 지난 1분기 중국 내 고객에게 제공됐다.

데이비드 왕(David Wang) ACM 리서치 최고경영자(CEO)는 “중국에 기반을 둔 고객들에게서 가장 중요한 공정 단계에 배치된 최첨단 ACM 장비들 이외에 추가적인 장비 공급에 대한 요청이 있었고, 이에 우리는 고품질의 공정을 제공하기 위해서 이른바 ‘세미클렌징 라인설비’를 개발해 고객들의 요구에 대응해 왔다”며 “ACM은 이러한 고객의 니즈를 충족하기 위해 Ultra C 제품군을 개발하게 됐다"고 말했다.


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