국내 연구진이 회로 선폭 45나노미터(㎚) 이하의 반도체에서 구리배선이 절연막으로 확산되는 것을 막아 반도체 소자의 신뢰도를 높이는 기술을 개발했다.
동부하이텍 이한춘 박사팀과 큐로스는 교육과학기술부 테라급나노소자개발사업단(단장 이조원)의 지원으로 ‘플라스마를 이용한 원자층 증착법(PEALD)’으로 45㎚ 이하 반도체 양산에 적용할 수 있는 구리배선용 탄탈륨나이트라이드(TaN) 확산방지막 제조 기술을 개발했다고 10일 밝혔다.
반도체 소자에서 회로를 연결하는 구리배선은 주위 절연막인 이산화규소(SiO₂)와 반응해 반도체 소자의 신뢰성을 떨어뜨리는 주요 원인이 된다. 정밀한 반도체일수록 구리배선 확산방지막을 만드는 것이 필요하다.
연구진은 원자층 단위의 박막을 만드는 PEALD 기법을 이용했다. 45㎚ 이하 반도체를 양산하는 데 적용할 수 있는 구리배선용 TaN 확산방지막을 처음으로 구현해냈다. 확산 방지막은 현재 65㎚ 이상 제품에 적용되고 있는 TaN 방지막보다 두께가 6분의1 가량 얇은 3㎚로도 우수한 확산방지 효과가 있는 것으로 확인됐다.
연구진은 “공정 최적화로 시간당 22장까지 증착할 수 있어 생산성 면에서 양산 가능성에 한발 다가섰다”며 “이를 토대로 미국 AMAT가 주도하는 확산방지막 관련 장비를 국산화할 수 있어 양산시 300억원 이상의 투자비용 절감이 기대된다”고 밝혔다.
권건호기자 wingh1@etnews.co.kr