어플라이드 머티어리얼즈가 첨단 로직 및 메모리 반도체의 3D 구조 확장에 필요한 증착·식각 장비 2종을 공개했다. 신규 장비는 고종횡비(High Aspect Ratio) 구조에서 발생하는 재료 균일도 문제를 해결해 차세대 AI 반도체 제조 공정의 정밀도를 높이는 데 초점을 맞췄다.

어플라이드 머티어리얼즈는 16일 Centris Spectral SiN 원자층증착(ALD) 시스템과 Producer Selectra 몰리브덴(Mo) 식각 시스템을 발표했다고 밝혔다.

두 장비는 각각 유전체 박막 증착과 선택적 금속 제거 공정을 담당하며, GAA(Gate-All-Around) 트랜지스터와 고적층 3D 낸드 구조에서 요구되는 공정 제어 수준에 대응하도록 설계됐다.

반도체 업계는 AI 연산 수요 증가에 따라 GAA 트랜지스터와 3D 낸드 적층 확대를 추진하고 있다. 그러나 구조가 깊고 좁아질수록 기존 공정으로는 재료를 균일하게 증착하거나 제거하기 어려워 성능 편차와 수율 저하가 발생할 수 있다. 업계는 이러한 한계를 극복하기 위해 원자 단위 수준의 재료 제어 기술을 확대 적용하고 있다.

Centris Spectral SiN ALD 시스템은 고밀도 마이크로파 플라즈마 기술을 적용해 복잡한 3D 구조 내부에서도 균일한 실리콘 질화막 형성을 지원한다. 실리콘 질화막은 절연층과 패시베이션, 스페이서 형성 등에 사용되는 핵심 재료로, 특히 GAA 트랜지스터 공정에서는 계면 특성과 전기적 성능에 영향을 미친다. 해당 장비는 어플라이드의 신규 Spectral ALD 플랫폼 기반으로 개발됐다.

함께 공개된 Producer Selectra 몰리브덴 식각 시스템은 3D 낸드 워드라인 분리 공정을 겨냥한다. 최근 3D 낸드 적층 수 증가와 함께 몰리브덴 적용이 확대되는 가운데, 기존 습식 식각 방식은 깊은 구조 내부에서 균일한 가공에 한계가 있다는 지적을 받아왔다. 신규 장비는 선택적 금속 제거 기술을 활용해 적층 구조 전반에서 균일한 워드라인 분리를 구현하도록 설계됐다.

어플라이드 머티어리얼즈는 두 장비가 이미 선도 반도체 제조사의 첨단 공정에 도입되고 있다고 밝혔다. 이번 발표는 미세화 중심의 스케일링이 한계에 접근한 상황에서 증착과 식각 등 재료공학 기술이 차세대 로직 및 메모리 반도체 성능 향상의 핵심 요소로 부상하고 있음을 보여주는 사례로 평가된다.