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초박형 웨이퍼, 세정이 고민이라면
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초박형 웨이퍼, 세정이 고민이라면
  • 김주연 기자
  • 승인 2020.09.28 15:30
  • 댓글 0
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ACM리서치는 초박형 웨이퍼와 고종횡비 딥 트렌치 웨이퍼 등을 지원하는 박형 웨이퍼 클리닝 시스템(Thin Wafer Cleaning System)을 출시했다./ACM리서치

ACM리서치는 초박형 웨이퍼와 고종횡비 딥 트렌치 웨이퍼 등을 지원하는 박형 웨이퍼 클리닝 시스템(Thin Wafer Cleaning System)을 출시했다고 24일 밝혔다.

이 시스템은 처리량이 높고 4개의 챔버에서 세정, 식각, 표면 마감과정을 수행하는 싱글 습식 세정 장비다. 금속산화물반도체전계트랜지스터(MOSFET)와 절연게이트양극성트랜지스터(IGBT) 생산에 모두 활용 가능하며, 두께가 50㎛ 미만인 타이코(Taiko) 웨이퍼부터 200㎛ 미만인 초박형 웨이퍼, 본딩된 웨이퍼 등을 지원한다. 12인치 웨이퍼와 8인치 웨이퍼 모두 가능하다.

소형화 추세를 따라 장치 성능을 개선하면서 더욱 더 조밀한 피치(Pitch), 더 깊은 트렌치(Trench)및 더 얇은 웨이퍼에 대한 수요가 가속되고 있다. 시장조사업체 욜디벨롭먼트(Yole Développement)는 초박형 웨이퍼 출하량이 지난해 1억장에서 2025년 1억3500만장으로 증가할 것으로 예측했다.

박막형 웨이퍼는 원하는 두께를 얻기 위한 기계적 연삭/연마 공정을 거친다. 이후 반송 시스템을 통해 미세균열을 제거하는 습식 식각 공정 등 다양한 후속 공정을 거친다. 

이 장비는 세정 뿐만 아니라 또 여러가지 조합의 화학적 반응을 유도해 포토 레지스트 제거, 박막 제거 및 금속 식각 공정 등에 사용할 수 있다.

웨이퍼를 운송하는 로봇의 암(Arm)과 웨이퍼의 척(Chuck)은 베르누이 효과를 기반으로 한 독자적인 기법이 적용돼 웨이퍼와 접촉하지 않고 작업을 수행하기 때문에 파손 가능성이 적다. 또 질소 가스로 일정한 압력을 공급하면서 웨이퍼가 로봇의 암에서 고정된 상태로 양쪽에서 공정 과정을 수행해 웨이퍼의 휨 현상(high warpage wafer)도 완화할 수 있다.

공정이 진행되는 동안 웨이퍼는 베르누이 척 위에 앞면이 아래로 놓인 상태로 있으며 이때 질소가스를 흘려 웨이퍼를 감싸면서 충격을 완화하고 건조상태를 유지시켜준다. ACM은 독자 기술로 웨이퍼와 척 사이의 간격을 제어, 웨이퍼 측면 가장자리의 언더컷 폭 제어와 핀 마크 프리 제어에 대한 요구사항을 충족한다. 

각 챔버는 습식 식각액, 솔벤트, RCA 세정 화학 물질, DI 워터 및 질소와 같은 공정 화학 물질을 전달하기 위해 최대 4 개의 스윙 암으로 구성할 수 있다. 각 챔버는 두 가지 유형의 화학 물질을 재사용할 수 있으며, 두께 측정 기능을 옵션으로 포함시킬 수 있다.

데이비드 왕(David Wang) ACM 최고경영자(CEO)는 “전력 반도체 제조사들은 향후 시장 점유율 대응을 위해 공장규모를 늘리지 않으면서 웨이퍼 박막화(Wafer thinning) 장비를 포함하는 형태로 MOSFET 및 IGBT 제조 라인을 확장해야 한다”며 “이번에 소개되는 4챔버 시스템은 현재의 2챔버 시스템보다 훨씬 빠른 웨이퍼 처리속도를 제공하며 후면 박막화(Backside thinning) 및 세정 과정에서 파손을 방지, 웨이퍼 생산수율을 높이는데 기여한다”고 말했다.


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