피터 울터스, 혁신적인 실리콘 웨이퍼 그라인딩 기술로 5배 더 평탄한 웨이퍼 생산

- PPG 공정이 22나노대의 요구사항을 능가하는 광역과 국부 평탄도 제공

뉴스 제공

2010-04-21 10:16

산호세--(뉴스와이어)--고정밀 기계장치 제공업체로 선도적 기업이며 노벨러스 시스템(NASDAQ: NVLS)의 자회사인 피터 울터스(Peter Wolters GmbH)는 안정된 AC2000 플랫폼의 양면 공정 아키텍처(double-sided processing architecture)를 바탕으로 하는 혁신적인 PPG™ (Planetary Pad Grinding)를 개발했다고 발표했다. PPG 기술은 다른 그라인딩 기술을 이용해 생산한 웨이퍼에 비해 5배 더 평탄한 주요 실리콘 웨이퍼를 생산할 뿐만 아니라 일반적인 래핑(lapping)공정에 비해 차세대 소자 노드의 결함수준을 3배 가량 줄여준다.

줄어드는 소자 임계 선폭과 진보된 리소그래피 파장들((lithography wavelengths)로 인해 반도체 제조 공정에서 사용되는 주요한 실리콘 웨이퍼에 더 엄격한 웨이퍼 평탄도와 결함 사양(defect specifications)이 필요하다. 원료 실리콘을 생산 등급의 웨이퍼로 전환하기 위한 과정 중 한 단계는 실리콘 잉곳(ingot) 절단 단계에서 발생되는 낮은 품질의 결정 표면을 제거하는 과정이다. 지금까지는 질 낮은 결정 층을 제거하기 위해 래핑 혹은 고속 컵휠(cup-wheel) 그라인딩이 사용 되었다. 그러나 이 두 방법은 표면 마모와 평탄화 문제로 인한 명백한 단점을 가지고 있다. 래핑은 20마이크론 이상의 결정 구조에 걸쳐 실리콘 웨이퍼 표면을 통해서 상대적으로 심각한 결함들을 확산시킨다. 컵휠 그라인딩은 그라인딩 휠(wheel)과 웨이퍼 사이의 곡선 접촉 구역이 바람직하지 못한 중심 표시와 함께 잘 알려진 나선 표면 패턴을 만들기 때문에 궁극적인 평탄화 수준(ultimate flatness level)을 얻는 데 제한적이다. 이러한 결함과 평탄화 문제가 32나노 및 그 이상의 기술에서 래핑과 컵휠 그라인딩 방식을 사용하는 것에 제한이 된다.

실리콘 웨이퍼 폴리싱(Silicon wafer polishing)기술은 그라인딩 단계 이후, 양면 폴리싱 공정 동안 울트라 플랫 웨이퍼(ultra flat wafer)를 생산하기 위해 유성운동(planetary motion)을 사용 한다. 그러나 이 기술을 그라인딩 단계로 전달하는 데는 문제가 있다.

피터 울터스의 기술자들은 업계를 선도하는 평탄화 및 결함 수치를 제공하는 PPG 라 불리는 새로운 실리콘 웨이퍼 그라인딩 기술을 개발했다. 검증된 AC2000 플랫폼의 유성 웨이퍼 운동과 양면 공정 아키텍처를 바탕으로, 고정된 연마재 형태 그라인딩 패드가 동시에 웨이퍼의 양쪽 면을 공정하는데 사용된다. 피터 울터스가 특허를 받은 UPAC (Upper Platen Adaptive Control)와 함께 PPG 기술은 기존의 래핑과 컵휠 그라인딩 공정의 문제점과 제약을 제거한다. 이 혁신적인 공정 방식은 GBIR(global flatness values)을 500나노까지 그리고 SFQR(local flatness values)을 100나노까지 감소시킨 실리콘 웨이퍼들을 생산하면서, 22나노 기술 노드에서의 요구치를 능가한다. 이 공정의 결과로 얻어진 웨이퍼들은 대체 웨이퍼 그라인딩 방식으로 생산되는 것보다 5배까지 더 평탄하고, 기존의 래핑 공정과 비교 시, 결함 수준(defect level)을 3배까지 감소시킨다.

이 독특한 그라인딩 기술의 부가적인 장점은 실리콘 잉곳 당 더 많은 웨이퍼를 생산해 내는 능력을 지녔다는 것이다. 피터 울터스의 PPG 기술은 래핑에 비해 하부 표면 실리콘 결함의 현격한 감소와 컵휠 그라인딩에 비해 보다 양호한 평탄화 조절이 가능하기 때문에 그라인딩 공정 동안 더 적은 양의 실리콘을 제거한다. PPG 그라인딩 단계 동안 실리콘이 더 적게 제거되기 때문에, 첫 웨이퍼 시편이 더 얇아 질 수 있어 결과적으로 2000mm 길이의 잉곳에서 추가적으로 최대 20개의 300mm 시료 웨이퍼를 얻을 수 있다.

“피터 울터스의 새로운 PPG 기술은 32나노대 및 그 이상 나노대에서의 양산에 사용된 울트라 플랫 웨이퍼의 새로운 요구치에 매우 적합합니다” 라고 노벨러스의 수석 부사장이며 산업 응용그룹의 총괄담당인 케이 페터슨(Kay Petersen)은 말하며, “AC2000 플랫폼에서 UPAC 공정 조절과 PPG 기술의 조합은 낮은 실리콘 결함과 함께 우수한 표면 평탄화 모두를 갖춘 최고의 품질을 전달할 수 있습니다” 라고 말했다.

피터 울터스 회사 소개

노벨러스의 산업응용그룹에 소속되어 있는 피터 월터 유한회사 (Peter Wolters GmbH)는 미세전자공학, 미세 광학과 미세 기계 소자 생산에 사용되는 규소, 사파이어, 비화 갈륨, 탄화 규소와 그 밖의 물질로 만든 기판을 만들기 위한 고 정밀 표면 연마 장비 제조업계의 선도업체이다. 피터 울터스는 독일 랜즈버그 (Rendsburg )에 본사를 두고 있다. 자세한 정보는 www.peter-wolters.com 에서 확인할 수 있다.

노벨러스 회사 소개

노벨러스 시스템 (Nasdaq: NVLS)은 반도체 업계에 최첨단 공정 설비를 제공하는 글로벌 선도 기업이다. 노벨러스의 제품은 믿을 수 있는 생산성과 혁신적 기술을 고객에게 제공하고 있다. S&P 500 기업이며 캘리포니아주 산호세에 본사를 두고 전세계에 지사를 운영하고 있다. 보다 많은 정보는 http://www.novellus.com/technews.aspx 에서 찾을 수 있다.

노벨러스시스템 개요
Novellus Systems(NASDAQ: NVLS)은 세계적인 반도체 부품 기업이다

웹사이트: http://www.novellus.com