SEZ-에어리퀴드, 최첨단 금속게이트 재료용 식각 솔루션 공동개발키로 - 나노 수준의 애플리케이션에 이상적인 성능과 소유 비용을 제공하는 싱글 웨이퍼용 화학물질 연구개발에 착수 SEZ와 산업 및 의료 가스 및 관련 서비스 분야의 선도업체인 에어리퀴드(Air Liquide)는 오늘, FEOL(front-end-of-line) 최첨단 금속게이트 식각 분야와 관련한 화학 물질의 연구개발에 협력키로 했다고 밝혔다. 45nm 공정에서 high-k 게이트 유전체와 첨단 금속게이트 전극의 경우, 웨이퍼 후면의 결함이나 금속 전극 물질을 포함하고 있는 베벨(bevel) 증착막을 제거해야 하는 등 공정기술 상에서 해결해야 할 많은 문제들을 안고 있다. 이번 계약을 통해 앞으로 양사가 추진하게 될 연구는 최근에 SEZ가 ALD(Atomic Layer Deposition) 회사인 아비자 테크놀로지(Aviza Technology)와 맺은 공동개발작업과는 별도로 진행되는 것이지만 상호보완적인 기능을 할 것으로 기대된다. 양사는 앞으로 공동 연구를 통해 반도체 제조업체들이 최저 소유비용으로 최상의 성능을 얻을 수 있는 최첨단 식각 재료용 솔루션을 개발, 공급한다는 계획이다. 에어리퀴드의 전자사업부 크리스토프 퐁텐느(Christophe Fontaine) 부사장은 “최신 공정 문제를 해결하고, 현재 또는 미래의 기술 요구와 관련된 새로운 화학물질을 개발하는데 SEZ와 협력하게 되어 기쁘다. 이번 프로젝트를 위해 양사 모두 독자적이면서도 상호보완적인 전문 기술력을 제공할 것이다. 에어리퀴드는 선택 식각 재료(selective etchant) 개발 및 ALOHA™ 제품라인 내에서 이에 대한 시장진출을 꾀하고, SEZ는 뛰어난 웨이퍼 후면 공정 기술을 제공할 것”이라고 소감을 밝혔다. ALD 및 CVD(chemical vapor deposition) 기술의 한가지 단점은 박막 재료가 웨이퍼 후면에 증착 된다는 점이다. 이들 박막으로부터 오염이 발생하면 공동 처리 과정에서 다른 웨이퍼로 옮겨질 수 있을 뿐만 아니라 박막 자체가 층간분리(delaminate) 및 플레이크(flake)가 될 수 있는 잠재성을 가지고 있어 심각한 파티클 문제로 확대될 수 있다. 문제는 이러한 재료들의 상당수가, 특히 기본 재료 층의 선택도(selectivity) 정도에 상관없이, 습식 식각 하기에 어렵다는 점이다. 후면 및 베벨을 건식 식각 하는 것은 선택적인 사항이 아니므로 적절한 습식 식각 솔루션이 개발되어야 한다. 디바이스 보호를 위해서는 웨이퍼 전/후면 간에 절연이 필요하다는 점에서 가장 좋은 습식 식각 솔루션은 효과적인 공정 화학물질을 이용하는 싱글웨이퍼 스핀 프로세서를 도입하는 것이다. 예를 들어, 최신 금속게이트 재료인 루테늄(Ru)을 사용하고자 할 경우, 이 물질은 화학적 공격에 강한 내화학 특성을 가지고 있기 때문에 루테늄 금속을 제거하기가 상당히 어려워진다. SEZ의 최첨단 싱글웨이퍼 습식 표면처리 및 박막 제거 기술과 에어리퀴드의 공정 화학물질에 관한 노하우를 접목함으로써, 양사는 루테늄 제거 솔루션을 개발, 최첨단 금속게이트에 사용할 수 있도록 하는 데 우선 주력할 계획이다. 에어리퀴드는 자사의 애플리케이션 연구소에서 화학공식을 연구개발하고, SEZ는 애리조나 피닉스에 위치한 공장의 반도체 싱글웨이퍼 장비에 이 화학 솔루션을 적용 및 시험할 예정이다. SEZ 전세계 첨단기술부(emerging technologies worldwide)의 레오 아처(Dr. Leo Archer) 디렉터는 “SEZ는 이번 제휴를 통해 스핀 프로세서 플랫폼에 적용할 수 있는 효과적인 화학물질을 세계적인 전자 재료 업체와 공동으로 개발할 수 있게 되었다”며 “반도체 제조업체들이 SEZ 의 핵심 기술을 이용해 루테늄과 같은 화합물을 효과적으로 제거할 수 있게 된다면, 이는 우리에게 새로운 시장을 개척할 수 있는 기회를 열어 줄 것이다. 루테늄을 효과적으로 식각 할 수 있을 정도의 화학물질이라면 다른 최신 금속게이트 물질도 역시 쉽게 처리할 수 있을 것이라는 점에서 고객들의 소유비용을 절감하고 추가 애플리케이션에 대한 새로운 기회도 창출할 수 있을 것으로 기대된다”고 밝혔다.
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