256MD램급 이상 고집적 메모리 반도체 제조에 사용될 차세대 화학증착(CVD)장비 시장 선점을 위한 업체간 경쟁이 치열하다.
2일 관련업계에 따르면 최근 삼성·현대 등 국내 주요 소자 생산업체들이 현재 D램의 커패시터 유전막으로 주로 사용되는 실리콘산화막(SiO₂)이나 실리콘질화막(Si₃N₄)을 대체할 새로운 반도체 증착 공정의 개발 및 채용을 위해 유기금속화학증착(MOCVD) 또는 고밀도플라즈마화학증착(HDPCVD)과 같은 차세대 반도체 증착 기술의 도입을 서두르고 있다.
이에 따라 주성엔지니어링·아펙스·선익시스템 등의 국내업체와 어플라이드머티리얼스·도쿄일렉트론·고쿠사이 등과 같은 외국의 주요 메이저급 장비업체들은 새로운 화학증착 공정에 대응한 차세대 CVD 장비를 일제히 출시, 국내 소자업체의 연구 라인을 중심으로 본격 공급하기 시작했다. 장비업체들의 이러한 움직임은 현재 사용중인 산화·질화막의 경우 유전율이 매우 낮아 이를 차세대 반도체 제조 라인에 계속 적용할 경우 공정상의 한계로 생산성이 낮아지고 비용이 높아져 256MD램 이상의 고집적 반도체 생산에는 부적합한 것으로 인식되고 있어 향후 이를 대체할 새로운 증착 기술의 도입이 필수불가결할 것으로 전망되기 때문이다.
특히 차세대 증착 기술 가운데 하나인 탄탈룸산화막 증착용 CVD 장비의 경우 국내 주요 소자업체의 연구 라인에 이미 여러 대가 공급된 것으로 알려져 차세대 CVD 기술의 조기 양산 도입 가능성도 점차 높아지고 있는 상황이다.
국내 전공정 장비업체인 주성엔지니어링은 공정장비에 부착된 체임버의 선택에 따라 텅스텐 실리사이드 및 폴리실리콘막을 증착하는 LPCVD 공정과 탄탈룸산화막 증착용 MOCVD 공정을 차례대로 수행하는 첨단 증착장비를 개발, 국내 소자업체에 공급하기 시작했다. 특히 주성이 개발한 MOCVD 기술은 현재 주로 사용되는 실리콘계 재료 대신 향후 도입될 구리(Copper) 및 BST계열(바륨·스트론튬·티타늄) 강유전체 화합물의 증착에도 사용할 수 있어 기가급 이상의 고집적 반도체 제조에까지 적용 가능하다.
또다른 전공정 장비업체인 아펙스도 기존의 증착공정 단계를 40% 이상 축소할 수 있는 탄탈룸산화막 증착용 CVD 장비를 개발, 최근 현대전자에 공급했으며 BST 계열 화합물 증착용 MOCVD 기술도 개발해 놓고 있다.
세계 최대 장비업체인 어플라이드머티리얼스도 탄탈룸산화막 증착 구조의 상부 전극을 형성하는데 적합한 「Ti/TiN 센추라」 제품과 고밀도플라즈마 기술이 적용된 티타늄계 MOCVD 장비 등을 앞세워 차세대 CVD시장 공략에 나서고 있다.
이밖에 국내 장비업체인 선익시스템과 일본의 도쿄일렉트론·고쿠사이 등도 탄탈룸산화막 증착용 CVD 및 BST 화합물용 MOCVD시장에 진출해 있어 향후 이들 업체간 시장 경쟁은 더욱 치열해질 전망이다.
장비업계 한 관계자는 『256MD램 시대부터 본격 도입될 것으로 예상되는 차세대 CVD 장비는 대당 가격이 30억원을 호가하는 고가인 데다 신규 라인 건설은 물론 기존 라인의 보완 투자시에도 이 장비 도입이 필수적일 것으로 보여 향후 국내시장 규모만도 6000억원 이상은 될 것』으로 내다봤다.
<주상돈기자 sdjoo@etnews.co.kr>