램리서치 솔루션

차세대 기술 지원

시장에서 더 빠르고, 더 작고, 더 강력하면서 에너지 효율이 우수한 전자 기기에 대한 요구가 커짐에 따라 미세하고 조밀한 피처와 복잡한 3D 구조를 갖춘 고급 소자를 생산하는 제작 전략이 새롭게 개발되고 있습니다. 첨단 마이크로프로세서, 메모리 소자를 비롯해 현재 요구되고 있는 수많은 제품 유형을 만드는 일이 매우 어렵기 때문에 지속적인 혁신을 통해 고성능 처리 솔루션을 구현해야 합니다.

램리서치는 다양한 전문 영역과의 협력을 통해 점차 복잡해지는 소자를 제조하는 데 필요한 새로운 능력들을 계속 개발하고 있습니다. 램리서치의 혁신적인 기술 및 생산성 솔루션으로 최신 칩과 응용 기기(트랜지스터, 배선, 패터닝, 고급 메모리, 패키징에서 센서와 변환기, 아날로그 및 혼합 신호, 개별 소자와 전력 소자, 광전자와 광자까지)를 만드는 데 필요한 광범위한 웨이퍼를 처리할 수 있습니다.


Transistor

트랜지스터

칩의 “두뇌”인 트랜지스터는 전기의 흐름을 제어하는 작은 스위치로, 단일 집적 회로 안에 수십 억 개가 들어갈 수 있습니다. 더 작고, 더 강력한 전자장치에 대한 요구 때문에 3D FinFET 디자인 같은 새로운 트랜지스터 아키텍처가 개발되고, 고유전/금속 게이트 같은 특수 재료가 사용되고 있습니다. 이 덕분에 소자 피처의 크기는 계속 작아지고 있습니다. 현재 최신 트랜지스터는 치수가 원자 수준이기 때문에 제조하기가 매우 어렵습니다. 이러한 고급 소자에 요구되는 높은 성능을 실현시키기 위해서는 작은 피처를 매우 정밀하게 제어해 가며 만들 수 있는 제조 능력이 필요합니다.

Interconnect

배선

배선은 칩의 개별 구성요소(트랜지스터, 커패시터 등) 수십 억 개를 이어주는 복잡 미묘한 배선으로 구성되어 있습니다. 점점 더 작은 소자가 조밀하게 채워져 있어 더 많은 배선이 필요하고, 따라서 각각을 연결하기가 점점 더 어려워집니다. 사실 피처 치수는 계속해서 작아지고 있어 배선은 현재 최고급 칩에서 속도 병목이 되고 있습니다. 따라서 금속 연결부의 저항을 최소화하는 기법과 절연 능력을 높이는 새로운 유전체 재료가 필요합니다. 최신 고성능 전자 소자를 생산할 때 고급 배선물질 구조에 좁은 기하학 구조와 복잡한 필름 층이 들어가는데 이 때문에 좀더 유연하고 정밀한 공정 능력이 필요합니다.

Patterning

패터닝

패터닝은 매우 작고 복잡한 집적 회로 피처를 만드는 공정 단계(노광, 증착, 식각 포함)를 거칩니다. 새로운 세대가 나올 때마다 소자 치수는 작아집니다. 고급 구조물의 경우 이러한 피처 크기가 너무 작고 조밀하기 때문에 칩의 복잡한 세부 디자인을 마스크 “템플릿”에서 웨이퍼로 옮기는 단계인 기존의 노광으로는 어려울 수 있습니다. 이를 보완하기 위해 칩 제조업체들은 여러 마스크와 공정 세트가 포함되어 있는 2중/4중 및 스페이서 기반 패터닝 같은 고급 기법을 사용합니다. 이렇게 노광 한계를 극복하고 작고 조밀한 피처를 정확하게 생산하기 위해서는 뛰어난 공정 정밀도와 양질의 막이 필요합니다.

advance memory

고급 메모리

메모리 셀(전자 데이터를 저장하는 칩 구성요소)에는 단기 휘발성(예: DRAM) 및 장기 비휘발성(예: 플래시) 저장장치 유형이 있습니다. DRAM은 “작동”(활성) 메모리의 기둥이며, 플래시 메모리는 작은 폼 안에 대량의 데이터를 저장할 때 사용됩니다. 소자 밀도를 높여 저장 용량을 늘리기 위해 DRAM 피처는 계속 작아지고, NAND 플래시는 3D 아키텍처로 바뀌어감에 따라 처리는 더 어려워졌습니다. 예를 들어, 3D NAND 의 여러 층은 압력에 약하며, 높은 종횡비의 채널에 결함이 있을 경우 전기 단락 및 간섭이 야기될 수 있습니다. 처리가 까다로운 신소재를 사용하기 때문에 작동 부분과 저장 부분의 격차를 좁히는 최신 메모리 유형을 생산하는 것도 어렵습니다. 따라서 뛰어난 공정 제어, 유연성, 생산성이 필요합니다.

packaging

패키징

패키징이란 완성된 칩을 감싸는 보호막을 형성하고 입력/출력용 외부 연결부를 만드는 공정 단계입니다. 더 작고, 더 빠르고, 더 강력한 모바일 전자장치에 대한 소비자의 수요가 커지면서 새로운 패키징 방식이 개발되고 있습니다. 그 전략에는 웨이퍼 수준의 패키징이 있는데, 범핑, 재배선층, 팬아웃 패키징 방식으로 칩이 웨이퍼에 있는 상태로 포장한 후 분리하는 것을 말합니다. 또 다른 기법은 칩 스택을 연결하는 전도성 금속 기둥인 실리콘 관통 전극(TSV)을 사용하는 것입니다. 이러한 전략으로 광범위한 피처 형상, 여러 재료 유형, 열 소모 비용 관리 같은 관련 처리 단계에 여러 가지 어려움이 가중됩니다.

센서 및 변환기

변환기는 빛, 동작, 열 또는 화학 반응 같이 에너지 형태를 바꿔주는 소자입니다. 예를 들어, 액추에이터는 에너지를 동작으로 바꾸는 변환기의 일종입니다. 변환기 출력에 의해 에너지가 판독 가능한 형식((아날로그 또는 디지털 형태)으로 바뀔 때 이것을 센서라고 합니다. 우리 주변에서 발생하는 신호를 변환하고 측정하는 데는 여러 종류의 변환기와 센서가 사용되며, 그 용도 또한 계속 늘어나고 있습니다. 이러한 소자를 생산할 때 반드시 최신 세대 처리 장비가 필요한 것은 아니지만 고유한 소자 디자인을 충족할 수 있는 공정을 개발해야 합니다. 또한 일부 제작 단계에서는 압전 박막 같이 다른 소자 유형에서 사용되지 않는 재료가 사용됩니다. 따라서 장비의 기술 능력, 신뢰성, 생산성 및 전체 비용 효과가 매우 중요합니다.

아날로그 및 혼합 신호

아날로그 전자기기는 연속 가변 신호가 있는 소자이며, 디지털 전자기기에는 개별 신호가 두 가지 레벨(예: “on”과 “off”)로 구분되어 있습니다. 이름에서 알 수 있듯이 혼합 신호 소자에는 아날로그 회로와 디지털 회로가 둘 다 있습니다. 혼합 신호 디자인은 비용 효과가 좋아 주로 소비가전을 제조할 때 사용되는 솔루션이며, 이 범주는 스마트폰 및 기타 휴대용 기술의 사용이 늘면서 급성장했습니다. 아날로그 및 혼합 신호 소자를 경제적으로 제조하기 위해서는 높은 신뢰성과 생산성에 비용 효과가 좋은 처리 장비 필요합니다.

개별 소자 및 전력 소자

개별 소자는 다이오드나 트랜지스터같은 단일 반도체입니다. 전력 트랜지스터는 중요한 개별 소자 종류로서, 전압을 조절하고, 전력 소비량 절감에 기여하며, 열 발생을 줄이는 용도에 광범위하게 사용됩니다. 예를 들어, 휴대용 전자기기의 배터리 수명을 늘리는 목적의 회로에서 이느 필수 구성요소입니다. 새롭게 등장하고 있는 와이드 밴드갭 전력 소자(예: GaN 및 SiC)는 상위 주파수의 저전력과 고전력 부문에서 모두 사용되며, 송전망, 에너지, 교통, 자동차 부문의 고전력 부문은 물론 소비가전도 다루고 있습니다. 실리콘 또는 와이드 밴드갭 재료에 기반하는 주요 전력 소자로는 전력 다이오드, 사이리스터, MOSFET(전원 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터), IGBT(절연 게이트 양극성 트랜지스터)가 있습니다. 이런 유형의 소자는 신뢰성, 생산성, 비용 효과가 뛰어난 장비를 이용해 저비용으로 제조해야 합니다.

광전자 및 광자 기술

집적 광학 회로라고도 하는 광집적 회로(PIC)는 전자 집적 회로와 유사합니다. 그러나 이 광전자 소자는 전자 신호만 사용하여 정보를 전송하지 않고 전기와 광학(빛) 신호를 모두 사용합니다. 빛 신호를 사용하기 때문에 더 큰 대역폭으로 더 빨리 연결할 수 있어 전력비가 절감됩니다. 광학 구성요소는 전기통신 부문에서 가정용 연결에 사용되는 탄탄한 기술입니다. 데이터 센터 부문의 성장에 따라 좀더 효율적인 시스템 아키텍처를 지원하고, 에너지 소비량을 크게 줄이고, 성능을 개선하는 PIC에 대한 수요가 크게 증가했습니다. 따라서 광전자 시스템 사용은 계속 증가할 것으로 예상되므로, 비용 효과와 신뢰성이 좋은 제조 솔루션이 필요합니다.


칩 제조업체들의 미래를 지원

램리서치 제품

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