AMAT 코리아는 14일 서울 강남구 세바시X데마코홀에서 기자간담회를 열고 2㎚(나노미터·10억분의 1m) 이하로 구리 배선 스케일링(미세 공정)을 가능하게 해 컴퓨터 시스템 와트(W)당 성능을 높이는 기술을 소개했다.
최첨단 로직 칩은 트랜지스터 수백억개가 96㎞ 이상의 미세한 구리 배선으로 연결돼 있다. 업계가 AI 반도체 수요 증가로 2나노 이하 미세 공정에 나서면서 절연체가 얇아지고, 칩이 물리적으로 약해지고 있다. 구리 배선 폭이 좁아지면 전기 저항이 증가해 칩 성능이 저하되고 전력 소비량 증가로 이어지게 된다.
이에 AMAT는 반도체 제조사가 저저항 구리 배선을 2나노 이하 미세 공정을 할 수 있게 하는 신소재와 최신 통합재료솔루션(IMS)을 내놨다. AMAT가 공개한 솔루션은 최소 유전율(물질에 전기장을 걸 때 전기장이 변하는 비율)을 낮춘 절연체 '블랙 다이아몬드'의 최신 버전과 6개 기술을 하나의 고진공 시스템에 조합한 '엔듀라 쿠퍼 배리어 씨드 IMS'다.
엔듀라 쿠퍼 배리어 씨드 IMS는 업계 최초로 양산 과정에 상용 촉매 중 성능이 가장 뛰어난 것으로 알려진 루테늄을 활용해 개발됐다. 루테늄과 코발트의 이원 금속 조합은 최종 증착 공정 중 접착력을 보장하는 라이너(liner)의 두께를 최대 33%인 2나노까지 축소한다. 또 표면 물성을 개선하고 전기 배선 저항을 최대 25% 낮춰 칩 성능과 전력 소비를 개선한다.
이은기 AMAT 박막 기술 총괄(전무)은 "전기 배선 저항을 낮췄다는 건, 전력 소모량이 그만큼 줄어드는 것이라고 보면 된다"며 "루테늄과 코발트의 이원 조합을 사용해 전기 저항을 줄이면서도 디바이스 효율은 높였다"고 전했다.
AMAT는 '엔듀라 쿠퍼 배리어 씨드 IMS'를 선도 로직 반도체 제조사들이 양산 라인에 채택해 3나노로 고객 출하를 시작했다고도 밝혔다. 이 공정은 삼성전자·TSMC 등의 파운드리 라인에서 도입 중이다. 박순원기자 ssun@dt.co.kr
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