반도체 산업은 미세공정 한계 극복과 고집적 구조 구현을 위해 3D 소자 기술과 하이브리드 본딩, 고개구율 EUV 리소그래피 등 새로운 제조 방식으로 진화하고 있다. 이에 따라 제조 공정의 정확성과 정밀도 확보를 위한 고속 3D 계측 기술의 중요성이 부각되고 있다. 복잡한 소자 구조와 나노 단위 표면 형상 측정을 요구하는 차세대 반도체 환경에서는 실시간, 비접촉, 나노미터급 계측 성능이 필수로 요구된다.
반도체 계측 솔루션 분야의 인피니티시마(Infinitesima)가 메트론(Metron)3D 300mm 인라인 웨이퍼 계측 시스템의 성능 고도화를 위한 공동 개발 프로젝트에 착수한다고 발표했다. 이번 프로젝트는 ASML을 포함한 다수의 글로벌 파트너사와 함께 3년에 걸쳐 진행되며, 첨단 3D 로직 반도체 구조를 위한 계측 솔루션 최적화에 중점을 두고 있다.
메트론3D는 하이브리드 본딩, 고개구율(high-NA) EUV 리소그래피, 상보성 전계효과 트랜지스터(CFET) 등의 첨단 공정에 대응하며, 고속 생산 환경에서도 신뢰성 높은 3차원 표면 데이터를 실시간으로 제공하는 데 목적이 있다. 해당 시스템은 인피니티시마의 핵심 기술인 RPM(Rapid Probe Microscope) 플랫폼을 기반으로 개발된다.
RPM 기술은 팁 기반의 나노 탐침 방식으로, 고속 이미징과 간섭계 수준의 정밀도, 그리고 정밀한 3D 표면 분석이 가능한 것이 특징이다. 이를 통해 기존 계측 솔루션 대비 더 빠르고 더 깊이 있는 분석이 가능하며, 소자의 전 구조에 걸쳐 정밀하게 계측할 수 있다. 또한 대량 생산 공정에 맞춘 고속 인라인 계측 시스템으로 설계돼 산업 적용성이 뛰어나다.
이번 프로젝트의 일환으로 인피니티시마는 아이멕(imec)에 메트론3D 시스템을 설치할 계획이다. 아이멕은 나노일렉트로닉스 및 디지털 기술 분야의 글로벌 선도 연구기관으로, 이 장비는 고NA EUV 레지스트의 이미징 특성 분석, 차세대 소자 개발 가속화, 기술 피드백 루프 최적화 등에 활용된다. 이를 통해 3D 계측 정밀도 향상은 물론, 신속한 공정 개선과 기술 혁신에도 기여할 전망이다.
인피니티시마와 아이멕의 이번 협력은 인라인 계측 분야로의 확장이다. 이는 점점 더 작고 복잡해지는 반도체 소자의 계측 수요에 대응하기 위한 전략적 조치다. 인피니티시마는 아이멕과의 긴밀한 공동 개발을 통해 새로운 기능을 시스템에 통합하고, 다양한 공정 환경에서 적용 가능한 계측 솔루션을 지속 확대할 계획이다.
인피니티시마는 이번 프로젝트를 통해 나노미터 이하의 미세한 소자 구조 계측 역량을 한층 강화할 방침이다. 특히 반도체 업계의 고도화된 공정 제어 니즈에 대응해, 진정한 3D 공정 제어를 구현하는 데 주력한다. 해당 시스템은 고속 생산 라인에서도 인라인으로 정밀한 데이터를 확보할 수 있어, 제조 수율 향상과 공정 오류 최소화에 크게 기여할 수 있다.
피터 젠킨스(Peter Jenkins) 인피니티시마 회장 겸 CEO는 “이번 프로젝트를 통해 인피니티시마는 인라인 계측 분야에서의 리더십을 더욱 공고히 할 것”이라고 강조했다. 인피니티시마는 향후에도 RPM 기술을 기반으로 다양한 3D 반도체 구조 및 생산 환경에 최적화된 계측 솔루션을 개발하고 공급할 계획이다.