차세대 구리칩 제조 기술의 본격적인 양산 적용 시기가 이처럼 예상보다 훨씬 앞당겨짐에 따라 구리칩 관련 장비 시장을 둘러싼 어플라이드머티리얼즈, 노벨러스, 세미툴 등 세계 주요 반도체 장비 메이커들간의 시장 선점 경쟁도 점차 치열해지고 있다.
구리칩 제조 공정이 실제 양산라인에 적용되기 위해서는 구리공정에서만 특이하게 발생하는 각종 프로세스에서의 문제점을 해결할 수 있는 새롭고 강력한 장비가 필요하다.
다시 말해 회로선폭이 0.13미크론 미만이고 가로, 세로비가 5 대 1 이상인 회로구조에 구리를 신뢰성 있게 채워 넣기 위해서는 구리를 완벽하게 저장할 수 있도록 하는 배리어(Barrier)층과 시드(Seed)층을 도포할 수 있는 위한 새로운 기술이 요구된다.
따라서 이러한 공정 기술상의 여러 문제점을 극복할 수 있는 구리 증착 및 에칭 장비와 화학, 기계적연마(CMP), 전기 도금 장비 등이 개발되지 않는 한 구리칩 제조 기술이 실제 양산 라인에 적용되기는 사실상 불가능하다.
이처럼 구리 제조 공정 도입은 하나의 단독 장비로 해결될 문제가 아니라 여러 종류의 장비가 종합적으로 개발, 적용돼야 하기 때문에 반도체 장비에 대한 다양한 솔루션을 보유하고 있는 어플라이드머티리얼즈사의 시장 입지가 다른 전문 장비업체들에 비해 상대적으로 유리한 상황이다.
실제로 차세대 구리시장에 대한 어플라이드측의 대응 전략도 구리 배선 공정 전반에 관한 토털 솔루션을 제공한다는 것이다.
이 회사 금속증착장비사업그룹의 아쇽 신하 사장은 『어플라이드는 향후 세계 주요 소자업체들에 증착, 식각, 평탄화, 열처리 및 검사 기술 등 차세대 구리칩 제조 공정 도입에 필요한 각종 기술을 종합적으로 제공할 계획이며 기가급 이상의 고집적 반도체에 적용될 다양한 소자 구조에 대한 자체 실험 결과를 이미 소자업체에 제공하고 있다』고 강조했다.
이에 따라 어플라이드는 구리 배선공정 전반에 관한 토털 솔루션을 제공한다는 기본전략 아래 시드 레이어(Seed Layer)로부터 증착, 에칭, 패터닝에 이르는 통합적인 공정을 수행할 수 있는 각종 장비를 이미 출시했거나 현재 개발 추진중이다.
이 회사가 지난해 업계 최초로 출시한 「Endura Electra Cu」 제품은 어플라이드의 「Endura HP/VHP」 플랫폼과 새로운 일렉트라 IMP(Ion Metal Plasma)기술을 결합한 것으로 구리 배선회로에 필수적인 배리어와 시드막을 증착하는 데 사용된다.
또한 이 회사가 최근 선보인 「울티마 HDP」 화학증착장비와 「DxZ 센츄라」 및 「프로듀서」 등의 제품도 구리 배선용 각종 산화막과 저유전체 박막 증착에 사용할 수 있다는 게 어플라이드측의 설명이다.
특히 어플라이드는 구리 제조공정에 사용될 유전상수(k) 3.0 이하의 규소계 신물질인 「블랙 다이아몬드」를 최근 개발, 이의 성능 시험에 착수했으며 미국 반도체 관련 기술 단체인 세마테크(SEMATECH)는 이 회사의 「Mirra CMP」 장비를 구리 배선공정에 이미 사용중이라고 밝혔다.
어플라이드머티리얼즈코리아(AMK)의 임채영 이사는 『구리 배선 공정을 포함해 향후 반도체업체가 요구할 모든 종류의 소자 구조에 대한 종합적인 기술 솔루션을 한발 앞서 개발, 제공함으로써 소자업체가 새로운 공정 개발에 따른 시간과 비용을 절약할 수 있도록 하는 것이 어플라이드의 기본적인 마케팅 전략』이라고 강조했다.