어플라이드, AI 반도체 새 공정장비 3종 공개

[아이뉴스24 박지은 기자] 글로벌 반도체 장비 제조사 어플라이드 머티어리얼즈가 26일 인공지능(AI) 반도체 성능을 높이기 위한 신형 제조 장비 3종을 공개했다.

AI용 GPU와 고대역폭메모리(HBM)는 회로 밀도와 적층 높이가 빠르게 늘어나면서 제조 난도가 크게 높아지고 있다.

이번 장비는 복잡해진 3D 구조와 초미세 공정에서 발생하는 주요 기술적 난제를 해결하기 위해 개발됐다.

이번에 공개된 ‘키넥스(Kinex)’ 본딩 시스템은 여러 칩을 세로로 쌓아 하나의 칩처럼 작동시키는 3D 적층 공정에서 사용된다.

칩과 칩을 구리로 직접 연결하는 하이브리드 본딩은 성능과 전력 효율을 높일 수 있지만, 미세 정렬과 오염 관리가 까다롭다는 점이 문제였다.

키넥스는 칩 배치, 표면 처리, 계측, 접합을 하나의 장비에 통합해 오염 위험을 낮추고 정밀도를 높였다. 첨단 로직·메모리·패키징 업체들이 이미 도입을 시작한 장비다.

2나노 이하 공정에서 중요한 GAA(게이트올어라운드) 트랜지스터 제조용 장비도 함께 발표됐다.

‘센튜라 엑스트라(Centura Xtera)’는 소스·드레인에 재료를 채우는 에피택시(epi) 공정에서 생기는 ‘보이드(빈틈)’ 문제를 해결한다.

깊고 좁은 구조를 균일하게 채우기 어려워 성능 저하가 발생해왔는데, Xtera는 증착과 식각을 반복해 트렌치를 빈틈 없이 채워 수율을 높인다. 기존 방식 대비 가스 사용량은 50% 줄고, 트랜지스터 간 균일성은 40% 이상 향상됐다.

초미세 공정에서는 계측 능력이 더욱 중요해졌다.

어플라이드의 ‘PROVision 10’ 전자빔 계측 시스템은 나노미터 이하 해상도로 3D 칩의 내부 구조를 관찰할 수 있는 장비다.

기존 광학 방식이 한계에 부딪히는 깊은 구조와 다층 적층도 전자빔 방식으로 정밀하게 분석할 수 있다.

GAA 나노시트 구조, EUV 레이어 정렬, HBM 적층부 보이드 여부 등을 빠르게 확인할 수 있으며, 해상도는 이전 대비 최대 50%, 속도는 최대 10배 개선됐다.

어플라이드 머티어리얼즈는 “AI 반도체는 구조가 복잡해질수록 새로운 공정 난제가 생겨난다”며 “재료공학 기반 기술로 로직·메모리·패키징 전반에서 고객사의 로드맵을 가속하겠다”고 밝혔다.