정진욱 한양대학교 교수 <사진=최홍석 PD>
“TEL극저온 식각 장비 속도 3배 빨라
글로벌 식각 장비 시장 재편될 것”
도쿄일렉트론(TEL)의 극저온 식각 장비가 삼성전자 낸드 메모리 반도체 제작공정에 도입된다.
정진욱 한양대 교수는 디일렉과 인터뷰에서 “TEL이 개발한 극저온 식각장비가 혁신적인 기술력으로 낸드 메모리의 고밀도 통합을 가능하게 한다”며 이같이 밝혔다.
TEL의 차세대 식각 장비는 극저온에서 고속으로 식각할 수 있는 것이 강점이다.
TEL은 지난해 6월 차세대 식각 장비 관련 논문을 통해 33분 만에 10마이크로미터(㎛)식각이 가능하다고 설명한 바 있다 . 특히 낸드(NAND) 메모리 제작에 있어서 핵심적인 역할을 할 것으로 기대된다.
이 장비는 고도로 통합된 3D 낸드 구조를 가능하게 하며, 이는 더 높은 저장 용량과 향상된 성능을 제공한다.
이 장비는 물리적 에칭과 화학적 에칭을 결합하여 사용함으로써, 효율과 정밀도를 동시에 제공한다. 극저온(Cryogenic) 환경을 활용해 실리콘과 다양한 산화물을 정밀하게 식각할 수 있다.
특히 이 기술은 채널 홀(초고도의 정밀한 구멍)을 생성하는 데 필수적이며, 메모리 칩 내의 각 셀을 효율적으로 연결하는 데 중요한 역할을 한다.
극저온 식각 공정은 기존 방식 대비 온실가스 배출을 90% 이상 줄일 수 있으며, 이는 반도체 산업의 지속 가능성에 크게 기여할 수 있다.
정 교수는 “이 기술이 적용되면 식각 공정에서의 에너지 효율성이 크게 개선되며, 반도체 생산의 친환경적 전환을 가속화할 것”이라고 언급했다.
또한 극저온 식각 기술은 식각 속도를 3배 가까이 빠르게 하면서도, 반도체의 품질과 성능을 저하시키지 않는다. 이는 고성능 컴퓨팅과 대용량 데이터 스토리지를 만드는데 유용하게 쓰일 전망이다.
Q&A 한양대학교 정진욱 교수의 대화
Q. 극저온 기판을 만드는 식각 장비에 대한 시장은 어떤가요?
A. 주로 낸드 시장에서 큰 수요가 있습니다. 3D 낸드의 층을 계속 쌓아 올려야 하기 때문에 많은 장비가 필요합니다.
Q. 식각 과정에서 사용되는 가스의 종류와 특성은?
A. 주로 플라스마 상태에서 고온의 기체로 사용되며, 불소나 염소 같은 할로겐 가스가 주로 사용됩니다. 이 가스들은 높은 활성을 갖고 있어 실리콘과 옥사이드 에칭에 효과적입니다.
Q.식각 기술의 주요 도전과제는 무엇인가요?
A..에칭의 깊이와 패턴 복잡성에 대한 한계가 있으며, 높은 비용과 환경적 영향도 주요 도전과제입니다.
Q.채널홀 제작과정에서의 기술적 어려움은?
A. 채널홀을 만드는 과정이 매우 복잡하며, 이는 측정된 트랜지스터를 연결해주는 역할을 합니다. 구멍을 수직으로 정확하게 뚫어야 하는 것이 핵심입니다.
Q.도쿄일렉트론(TEL)의 차세대 식각 기술은 왜 주목받나요?
A. 도쿄일렉트론의 차세대 식각 기술은 극저온 기술을 적용하여 반도체 제조의 정밀도를 크게 향상시켜, 미세 구조의 반도체 제조가 가능하게 합니다.
Q. 이 기술의 주요 성능 향상은 무엇인가요?
A. 이 기술은 기존 기술 대비 에칭 속도를 대폭 향상시켜, 예를 들어 30분 이내에 400단 구조를 식각할 수 있어 생산성을 크게 증가시킵니다.
Q. 환경적 이점은 무엇인가요?
A. 새로운 기술은 사용하는 가스의 종류를 변경하여 온실 가스 배출을 크게 줄일 수 있습니다, 이는 환경에 미치는 부정적인 영향을 감소시키는 데 기여합니다.
Q. 경제적 효율성은 어떻게 향상되나요?
A. 극저온 기술 적용으로 에칭 과정에서의 에너지 사용을 최적화하고 자원의 효율을 높여, 제조 비용을 절감하고 경제적 이점을 제공합니다.
Q. 이 기술이 산업 내 경쟁 우위를 제공하는 방법은?
A. 고도화된 반도체 시장, 특히 고성능 메모리 칩 제조에 필수적인 정밀 식각이 가능해져 TEL은 경쟁 우위를 확보할 수 있습니다. 이는 시장의 요구를 충족시키는 중요한 역할을 합니다.
정리_장현민 PD gnzhyunmin@thelec.kr