프랙틸리아(Fractilia)는 현재 스토캐스틱(stochastic)기반 분석과 제어를 이끌어가는 차세대 반도체 산업 주자로서 새로운 프로그램을 발표했다. 프랙틸리아는 자사의 FAME™ (Fractilia Automated Measurement Environment; 프랙틸리아 자동화 측정 환경)을 사용하여 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope, 이하 SEM)의 5 ~ 20배 개선된 SEM장비 매칭과 30배 향상된 SEM처리량을 기대할 수 있는 이 프로그램을 칩 제조사에게 조건 없이 제공한다고 밝혔다.
“프랙틸리아 챌린지” 프로그램은 BKM(best known method; 반도체업계에서 주어진 프로세스를 얼마나 잘 수행하는지에 대한 평가 기준)을 사용하여 SEM 장비로 실험에 참여할 의향이 있는 칩 제조사를 모집한다. 칩 제조사가 SEM 이미지를 보내면, 프랙틸리아는 해당 이미지들을 FAME으로 분석하여 SEM 장비 성능, SEM 장비간 매칭 가능성 및 처리량 개선에 대해 기술한 맞춤형 보고서를 제공한다. FAME은 첨단 노드 공정에서 패터닝 오류의 주된 원인인 CD(Critical Dimension; 최소 선폭)와 다양한 스토캐스틱 효과를 고도로 정확하고 정밀하게 측정할 수 있는 유일한 팹 솔루션이다.
프랙틸리아 챌린지는 기존 고객의 SEM장비간 매칭을 5 ~ 20배 개선하는 한편, SEM장비의 처리량을 30퍼센트 이상 증대해왔다. 동일한 세대와 유형의SEM장비뿐 아니라 다른 세대 혹은 다른 회사의SEM 장비들 간에도 매칭을 가능하게 한다. 이러한 혁신적인 성능은 라인 에지 거칠기(LER, line edge roughness), 라인 폭 거칠기(LWR, line width roughness), 국부적 CD 균일성(LCDU, local CD uniformity) 등을 포함한 수많은 스토캐스틱 측정으로 실현 가능하다.
FAME을 통한 SEM 장비간 매칭의 향상에는 많은 이점이 있다. SEM 측정 정밀도와 안정성을 높임으로써 공정 수율 향상, 특정 레이어에 할당된 전용 SEM 의존성 감소로 전반적인 장비 효율 증대, 새로운 디바이스 노드 측정에 이전 세대의 SEM 재사용으로 새로운 장비에 대한 구입 비용 절감을 기대할 수 있다. FAME은 측정 정확도나 정밀도에 대한 영향 없이 SEM 장비 처리량을 향상시킨다. 따라서 동일한 측정에 대해 더 적은 수의 SEM을 사용할 수 있으며 고객의 비용과 클린룸 공간 절약이 가능하다.
프랙틸리아의 에드 샤리에(Ed Charrier) 사장 겸 CEO는 “지난 수십 년 동안 칩 제조사와 SEM 장비 회사들은 더 우수한 SEM 장비 매칭을 달성하기 위해서 매년 수백만 달러를 지출해 왔다. 프랙틸리아는 독창적인 접근법을 통해 비교할 수 없이 높은 수준의 매칭 결과를 달성한다. 최근 다양한 고객들과 함께 여러 SEM 장비와 다른 세대간 SEM 장비간 매칭에서 0.02nm LWR 정밀도를 달성하는 능력을 입증 및 시연했다. 백 번 듣는 것보다 한 번 보는 것이 낫다는 말이 있듯이, ‘프랙틸리아 챌린지’는 FAME 제품이 어떻게 칩 제조사의 기존 SEM 장비 환경을 활용하여 SEM 장비간 매칭을 개선하고, 그와 동시에 SEM 장비 처리량을 증가시키는지 반도체 업계에 직접 입증할 수 있는 기회가 될 것”이라고 말했다.
프랙틸리아의 크리스 맥(Chris Mack) CTO는 “SEM 장비 간 0.02nm 미만의 LWR 매칭을 달성하려면 새로운 패러다임이 필요하다. 많은 이들이 해당 수준의 매칭은 불가능하다고 말하지만, 전산 계측(computational metrology)을 통해 SEM의 오차를 측정하고 제거함으로써 실현하고 있다. 우리는 웨이퍼를 찍은 이미지가 아닌 실제 웨이퍼 위에 무엇이 있는지를 측정한다”고 덧붙였다.
프랙틸리아의 FAME 제품군은 스토캐스틱을 고도로 정확하고 정밀하게 측정할 수 있다. 스토캐스틱(stochastic)은 무작위로 발생하는 반복적이지 않은 패터닝 오류로서, EUV 공정에서 전체 패터닝 오류 예산의 절반 이상을 차지한다. FAME은 독자적이고 고유한 물리학에 기반한 SEM 모델링 및 데이터 분석 접근법을 사용한다. SEM 이미지로부터 오는 무작위(random) 오차와 시스템(systematic) 오차를 측정하고 제거함으로써 이미지 상에 보이는 것이 아니라 실제 웨이퍼 모습을 정확하게 측정한다. 이처럼 ‘편향되지 않은(unbiased)’ 스토캐스틱 측정은 팹 엔지니어가 첨단 패터닝 공정에서 수율 문제를 더 잘 이해하고 해결할 수 있도록 하며, 이는 디바이스 수율과 패터닝 생산성을 높이는 결과로 이어진다. FAME의 최신 버전인 FAME 3.1은 프랙틸리아의 검증된 3세대 FILM™(Fractilia Inverse Linescan Model) 플랫폼을 기반으로 하며, 세계의 주요 칩 제조사, 연구소, 장비 회사, 반도체 원재료 공급사들에 널리 사용된다.
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