글로벌 반도체 장비기업 어플라이드머터리얼즈(이하 어플라이드)가 2나노미터(nm) 이하 초미세 로직 공정의 난제를 해결할 제조 시스템을 공개했다.
어플라이드는 12일 서울 강남구 조선팔레스호텔강남에서 기자간담회를 열고 △'프로듀서 비바(Producer Vivaldi)' 라디컬 처리 시스템 △식각 장비인 '심3지 매그넘(Sym3 Y Magnum)' △'스펙트라 몰리브덴(Spectra Molybdenum)' ALD(원자층 증착) 시스템을 선보였다.
공개된 3종은 차세대 트랜지스터 구조인 게이트올어라운드(GAA) 공정 수율과 성능을 비약적으로 높이는 것이 목표다. GAA는 기존 반도체 한계를 극복하기 위해 전류가 흐르는 채널을 4면으로 감싸는 방식이다. GAA를 사용하면 기존 핀펫(FinFET) 구조 대비 전력 소비는 낮아지고 성능은 향상되며 트랜지스터 크기는 더 줄일 수 있다. 다만 그만큼 제조 난이도가 높다.
어플라이드는 GAA에 대한 접근을 증착, 식각 및 재료 개질 측면에서 해소하려 한다. GAA 트랜지스터의 핵심은 전류가 흐르는 '나노시트'다. 나노시트의 표면은 원자 수준으로 표면 거칠기와 오염을 통제해야 한다. '프로듀서 디바'는 나노시트 표면을 옹스트롬(100억분의 1미터) 수준으로 표면 처리를 한다. 농축된 중성 라디칼을 활용한다.
심3지 매그넘은 2세대 펄스전압기술(PVT2)를 적용했다. 독립적인 이온 각도 및 이온 에너지 조정이 가능해졌다. 주변 구조물을 손상시키지 않고 원하는 부위만 깔끔하게 깎아낼 수 있게 됐다. 이는 트랜지스터 속도와 칩 성능을 향상시킨다.
가장 주목받는 시스템 변화는 트랜지스터를 배선 네트워크에 연결하는 금속 소재를 기존 텅스텐에서 몰리브덴(Molybdenum, Mo)으로 변경한 것이다. 선폭이 2나노 급으로 좁아지면 전선이 너무 가늘어 텅스텐 소재로는 전기가 잘 통하지 않고 발열도 심해진다. 몰리브덴은 얆은 두께에서 텅스텐 대비 전기가 더 잘 흐른다. 현재 업계 표준인 어플라이드 '엔듀라 볼타'의 선택적 텅스텐 시스템 대비 콘택트 저항을 최대 15% 낮춘 것으로 나타났다.
어플라이드는 이번 새로운 시스템 발표와 맞물려 한국 기업들과 협력을 더욱 강화할 예정이다. 특히 삼성전자는 미국 실리콘밸리에 조성 중인 차세대 반도체 연구개발 허브 '에픽Equipment and Process Innovation and Commercialization)' 센터에 파운딩 멤버로 참여한다.
박광선 어플라이드코리아 대표는 이날 해당 사례를 소개하며 “이처럼 다양한 고객들이 참여해 새로운 에코시스템에 동참하고 기술 개발을 가속화할 예정”이라며 “이와 같은 협력 에코 시스템을 통해 한국 반도체 업체들이 글로벌 경쟁력을 좀 더 공고할 수 있도록 기술 협력 플랫폼을 계속 지원하겠다”고 강조했다.
이형두 기자 dudu@etnews.com
