▲ AMAT의 코발트 활용 통합제품군

세계적인 반도체 및 디스플레이 재료 솔루션 기업 어플라이드머티어리얼즈(AMAT)가 최신 반도체 미세공정에 필요한 코발트 재료솔루션을 개발했다.

어플라이드머티어리얼즈는 빅데이터와 인공지능(AI) 분야의 칩 성능을 향상시킬 수 있는 코발트 재료 솔루션을 공개하고 전세계 파운드리 및 로직 고객사에 제공할 계획이라고 7일 밝혔다.

현재 반도체 칩에 트랜지스터 콘택트와 인터커넥트의 재료로는 텅스텐 및 구리가 사용되고 있으나 10나노미터 파운드리 노드 이상 공정에서는 전기 성능이 물리적 한계에 부딪히고 있다.

이로 인해 심각한 병목현상이 나타나 FinFET 트랜지스터는 제 기능을 완전히 발현하지 못한다. 이에 어플라이드머티어리얼즈는 5년 전부터 10나노 이상 공정에서 병목현상을 제거할 수 있는 재료인 코발트 솔루션을 개발해왔다. 코발트는 칩과 칩의 제조과정에 작은 면적 내 낮은 저항 및 가변성, 매우 미세한 면적에서 향상된 갭필(gap-fill), 제품 신뢰도 향상 등 상당한 이점이 있기 때문이다.

코발트 적용을 위해선 원자단위 또는 진공 상태로 가공돼야 하기 때문에 프로세스 시스템도 변화해야 한다. 이에 어플라이드머티어리얼즈는 코발트를 트랜지스터 콘택트와 인터커넥트의 새로운 전도 재료로 활용하기 위해 엔듀라 (Endura®) 플랫폼에 프리클린(Pre-clean), 물리기상증착(PVD), 단원자층 증착기술(ALD) 및 화학증기증착(CVD) 시스템 등 여러 재료공학단계를 결합했다. 또한, 프로듀서(Producer®) 플랫폼에 열처리시스템, 리플렉션(Reflexion®) LK Prime CMP 플랫폼에 평탄화시스템, 프로비전(PROVision™) 장비에 전자빔(e-beam) 검사시스템을 각각 추가해 코발트를 활용하는 통합제품군을 제공한다. 고객사는 어플라이드머티어리얼즈의 새로운 통합재료솔루션으로 제품출시기간을 단축하고 7나노 파운드리 노드와 그 이상에서 칩 성능을 기존대비 최대 15% 개선할 수 있다.

어플라이드머티어리얼즈 반도체 사업 부문총괄 부사장 프라부 라자(Prabu Raja) 박사는 “빅데이터와 AI시대에 접어들면서 더 많은 변화가 예상되는 가운데, 고객사가 로드맵에 맞춰 사업을 전개하고 획기적인 디바이스를 선보이도록 더욱 신속하고 긴밀하게 협력할 수 있어 기쁘다”고 말했다.