“마이크론을 포함한 글로벌 메모리 반도체 기업들이 올해부터 램리서치의 원자층증착(ALD) 장비 신제품을 3차원(D) 낸드플래시 메모리 양산에 적용할 계획입니다. 낸드플래시뿐만 아니라 D램, 파운드리(반도체 위탁생산) 공정에도 순차적으로 상용화할 것으로 기대합니다.”
카이한 애쉬티아니 램리서치 부사장은 20일 서울 강남구 코엑스에서 열린 기자간담회에서 이렇게 말했다. 램리서치는 미국 어플라이드 머티어리얼즈, 네덜란드 ASML과 함께 세계 3대 반도체 장비 기업으로 꼽힌다. 애쉬티아니 부사장은 램리서치에서 웨이퍼 표면에 얇은 막을 씌워 전기적 특성을 갖도록 만드는 반도체 증착 공정에 관한 업무를 담당하고 있다.
이날 램리서치는 업계 최초로 양산에 적용된 ALD 장비 솔루션에 대해서 소개했다. 원자층 증착은 원자 단위로 박막의 두께를 조절할 수 있어 반도체 미세 공정에 주로 활용된다. 차세대 금속 배선 소재 중 하나인 몰리브덴을 적용해 기존 주력 소재였던 텅스텐과 비교해 전류의 속도와 양을 높일 수 있다는 장점이 있다. 몰리브덴은 텅스텐 대비 저항이 낮아 전류가 빠르게 흐를 수 있고, 전류를 원활히 흘려보내기 위한 ‘갓길’ 역할을 맡는 배리어층을 만들 필요가 없어 제조 공정의 효율이 높기 때문이다.
애쉬티아니 부사장은 “ALD 장비는 지난 20년 동안 반도체 공정에 활용돼 왔지만, 주력 소재는 텅스텐이었다”며 “반도체 공정의 미세화로 금속 배선이 좁아지고, 인공지능(AI) 시장의 개화로 성능을 극대화한 첨단 반도체 수요가 늘면서 텅스텐이 한계에 직면했다”고 설명했다.
램리서치의 ALD 장비 신제품은 마이크론을 포함한 삼성전자 등 글로벌 메모리 반도체 기업의 첨단 3D 낸드 제조에 선제적으로 투입될 것으로 전망된다. 현재 마이크론 외에도 삼성전자 등 글로벌 메모리 반도체 기업들이 램리서치의 신제품을 양산에 적용하기 위한 설비 도입을 마친 것으로 전해졌다.
애쉬티아니 부사장은 “낸드의 단수가 높아지고, 작은 면적에 전류를 흘려보내야하는 구멍을 많이 새기다보니 등 공정상의 한계에 직면하면서 올해부터 양산에 적용될 계획”이라고 했다.
마크 키엘바우흐 마이크론 개발 담당 부사장은 “몰리브덴 금속 배선 공정을 도입함으로써 마이크론은 최신 낸드 제품에서 업계 최고 수준의 대역폭과 저장 용량을 갖춘 제품을 시장에 최초로 선보일 수 있게 되었다”라고 했다.
램리서치는 낸드 뿐만 아니라 D램과 파운드리 공정에도 이번 신제품이 적용될 것으로 내다봤다. 애쉬티아니 부사장은 “D램, 파운드리도 마찬가지로 공정 미세화에 따른 문제점을 겪고 있다”며 “D램의 경우 면적을 최소화하기 위한 4F스퀘어 D램, 파운드리 공정은 게이트올어라운드(GAA) 적용이 되는 2㎚(나노미터·10억분의 1m)에 활용될 것으로 본다”고 했다.
세샤 바라다라잔 램리서치 글로벌 제품 사업부 수석부사장은 “몰리브덴 증착 솔루션을 활용한 첨단 반도체의 양산을 가능하게 할 것”이라며 “1000단 3D 낸드와 GAA 공정 등 차세대 첨단 반도체 공정에 반드시 필요한 기술이 될 것”이라고 했다.
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