어플라이트 머티어리얼즈의 3D AI칩, HBM 등 신규 대응 시스템 라인업 [사진=어플라이드 머티어리얼즈]

[디지털데일리 고성현기자] 어플라이드 머티어리얼즈가 인공지능(AI) 반도체 시대에 대응하기 위한 첨단 패키징 및 공정 제어 장비를 공개했다. 고대역폭메모리(HBM)와 3D 적층 칩 제조 과정에서 요구되는 정밀도를 높여 차세대 AI 반도체 양산을 지원한다는 전략이다.

어플라이드 머티어리얼즈는 차세대 AI 칩 제조를 위한 신규 반도체 제조 시스템 라인업을 공개했다고 29일 밝혔다.

최근 AI 모델이 대형화되면서 메모리 대역폭과 용량, 전력 효율이 수요를 따라가지 못하는 '메모리 장벽(Memory Wall)'이 업계 해결과제로 떠오르고 있다. 이를 해결하기 위해 HBM과 3D 적층 기술을 활용한 첨단 패키징이 확대되고 있지만 공정 복잡성도 함께 높아지고 있다.

어플라이드는 이에 대응할 카드로 첨단 패키징용 화학기계연마(CMP) 장비 '옵타(Opta) 쿼드'를 공개했다. 이 장비는 연마 과정에서 웨이퍼 상태를 실시간으로 모니터링하고 제어해 웨이퍼 내 균일성과 총 두께 편차(TTV)를 개선한다. 특히 차세대 HBM에 적용되는 하이브리드 본딩 공정에서 요구되는 높은 표면 평탄도를 구현하는 데 초점을 맞췄다.

전기화학증착(ECD) 장비 '노코타(Nokota) 브이맥스(Vmax) 2'도 함께 공개했다. 이 장비는 실리콘관통전극(TSV) 충전과 마이크로범프 형성 등 첨단 패키징 핵심 공정에서 회로 패턴에 따른 편차를 보정하는 적응형 패턴 튜닝(APT) 기술을 적용해 웨이퍼 전반의 구리 도금 균일성을 높인다.

플라즈마화학기상증착(PECVD) 장비 '프로듀서(Producer) 아빌라(Avila) 2'는 TSV 주변에 내부 응력을 제어하는 유전막을 형성해 초박형 D램 다이의 변형을 줄인다. 이를 통해 12단, 16단을 넘어서는 차세대 고적층 HBM 제조를 지원한다.

공정 제어 장비도 강화했다. 어플라이드는 첨단 패키징 전용 전자빔(eBeam) 계측 장비 '베리티셈(VeritySEM) 7AP'와 결함 검사 장비 '셈비전(SEMVision) G7AP'를 공개했다.

베리티셈 7AP는 실리콘과 유기물, 유리 기판 등 다양한 소재에서 10나노미터(nm) 이하 수준의 정밀 계측을 지원한다. 셈비전 G7AP는 첨단 패키징 공정에서 발생하는 결함을 자동으로 분석·분류해 수율 개선을 지원한다.

D램 제조용 에피택시 장비도 업그레이드했다. 개선된 '센츄라 프라임(Centura Prime)' 에피 시스템은 소스·드레인 영역에 실리콘 게르마늄(SiGe)과 실리콘 인(SiP)을 선택적으로 성장시켜 D램 주변부 트랜지스터 성능을 높인다. 어플라이드는 이를 통해 HBM과 차세대 DDR에 필요한 고속·저전력 동작을 구현할 수 있다고 설명했다.

프라부 라자 어플라이드 머티어리얼즈 반도체 제품 그룹(SPG) 사장은 "첨단 패키징은 시스템 수준 성능을 좌우하는 핵심 기술"이라며 "유전막 증착(CVD), 전기화학증착(ECD), CMP 분야 기술력을 바탕으로 고객이 차세대 3D 적층 구조를 높은 수율로 양산할 수 있도록 지원하겠다"고 말했다.