램리서치 "몰리브덴 기반 증착 장비, 속도 개선"…3D 낸드 도입

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램리서치 "몰리브덴 기반 증착 장비, 속도 개선"…3D 낸드 도입

디지털데일리 발행일 2025-02-20 17:06:32

옥송이 기자

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카이한 애쉬티아니 램리서치 ALD/CVD 금속 사업 부문장 겸 부사장이 발표하고 있다.

[디지털데일리 옥송이 기자] 반도체 장비업체 램리서치가 몰리브덴 기반 원자층 증착(ALD) 장비 '알터스 할로(ALTUS Halo)'를 공개했다. 해당 장비는 기존 텅스텐보다 비저항이 낮고 무공극 금속 배선이 적용돼 첨단 칩에서 적용이 기대된다.

램리서치는 20일 서울 코엑스에서 '텅스텐에서 몰리브덴으로의 전환'을 주제로, 미디어 세션을 진행했다. 카이한 애쉬티아니 램리서치 ALD/CVD 금속 사업 부문장 겸 부사장은 "램리서치는 20년간 ALD의 다양한 기술을 개발해왔다. 예전엔 텅스텐을 이용했으나 지금은 몰리브덴으로 증착한다"면서, 알터스 할로에 대한 자신감을 내비쳤다.

알터스 할로는 세계 최초로 몰리브덴 소재를 활용한 ALD다. 지난 20년간 램리서치가 개발했던 텅스텐 기반 ALD가 업계 표준이었으나, 이번 신제품으로 텅스텐에서 몰리브덴 기반 전환에 성공한 것이다.

박태순 램리서치 코리아테크놀로지 센터 수석 디렉터는 ALD가 몰리브덴으로 바뀌어야 하는 이유에 대해 설명했다. 박 디렉터는 "최근 공정에 있어, 인공지능이라든지 자율주행이라든지 혁신적인 변화를 위해선 빠른 처리 속도와 큰 저장 능력을 갖춘 칩이 필요하다"면서, " 금속 배선이 줄어들게 되고, 저항이 급속도로 올라간다"고 말했다.

반도체가 원활하게 작동하기 위해선 3D 낸드 워드라인과 같은 연결부를 통해 전기 신호가 빠르게 이동해야 한다. 이를 위해 나노 단위의 피처를 식각하고, 구리를 사용할 수 없는 경우 전통적으로 텅스텐을 충진해 필수적인 연결부를 형성한다.

해당 텅스텐 기반 배선에서는 불필요한 전기적 상호 작용을 방지하기 위해 별도의 배리어층을 추가한다. 낸드, DRAM 및 로직 소자가 3D 집적을 포함한 더 복잡한 아키텍처로 스케일링됨에 따라 전기적 신호는 더욱 제한적인 연결을 통해 이동하게 된다. 이에 따라 병목 현상과 속도 저하 가능성이 증가하며, 일부 경우에는 따라 전기적 단락발생 가능성도 높아진다.

반면, 몰리브덴은 나노 스케일 배선에서 텅스텐보다 비저항이 낮고 접착층이나 배리어층이 필요하지 않다. 즉, 금속의 비저항이 낮을수록 신호 속도가 빨라지며, 차세대 제품 제조 시 비저항이 중요해진 것이다.

카이한 애쉬티아니 부사장 역시 "반도체에 있어 중요한 건 소자를 올려서 집적도 높이는 것도 있지만, 속도도 중요하다. 미디어나 동영상 스트리밍 등 소비자들은 더 빠른 기기를 원하기 때문"이라고 설명했다.

램리서치는 수십년간 축적한 금속 배선 공정과 첨단 기술을 바탕으로 몰리브덴 ALD를 세계 최초로 성공했다. 알터스 할로는 기존 텅스텐 금속 배선 대비 50% 이상 향상된 저항을 제공한다.

램리서치는 알터스 할로에 대해 "새로운 반도체 금속 배선 시대를 여는 신호탄"이라며 "미래의 AI, 클라우드 컴퓨팅, 차세대 스마트 디바이스에 적합한 첨단 메모리 및 로직 칩 스케일링을 위한 기반을 제공한다"고 강조했다.

알터스 할로는 마이크론의 3D 낸드 공정에 도입된 것으로 알려졌다. 램리서치는 "D램 고객사들과 개발을 이어가고 있으며, 한국과 싱가포르의 팹 및 첨단 로직 팹을 보유한 3D 양산 업체들이 알터스 할로를 조기 도입 하고 있다"고 전했다.

마크 키엘바우흐 마이크론 개발 담당 부사장은 "몰리브덴 금속 배선 공정을 도입함으로써 마이크론은 최신 낸드 제품에서 업계 최고 수준의 I/O 대역폭과 저장 용량을 갖춘 제품을 시장에 최초로 선보일 수 있게 됐다며 "램리서치의 알터스 할로 도입으로 인해 마이크론은 몰리브덴을 양산에 도입할 수 있게 됐다"고 말했다.