유전성 절연재료 개발 경쟁 점화

국내외 반도체업체들이 앞다퉈 차세대 구리배선 및 극미세회로공정의 핵심 재료인 저유전성(low-k) 절연재료의 기술개발에 나서고 있다.

　29일 업계에 따르면 삼성전자·하이닉스반도체·인피니온·TSMC 등 반도체업체들은 차세대 0.13미크론(1㎛은 100만분의 1m) 이하 구리배선기술을 개발하기 위해 저유전성 절연재료의 확보가 시급하다고 보고 저마다 화학 및 장비 전문업체와 공동전선을 구축해 개발에 착수했다.

　고집적화한 극미세회로설계를 구현하려면 금속배선으로 기존의 알루미늄 대신 구리를 써야 하며 여기에는 기존 실리콘산화물에 비해 성능이 우수한 저유전성 절연재료가 필요하다.

　삼성전자는 최근 다우코닝이 개발한 회전코팅(spin-on)방식의 절연재료인 ‘XLK’를 이용해 0.07미크론급 공정기술을 개발하는 공동 프로젝트를 추진중이다. 삼성과 다우코닝은 올해안으로 유전율을 2.0까지 끌어내려 절연재료 및 극미세 공정기술을 선도한다는 계획이다.

　대만의 UMC와 독일의 인피니온은 지난해 미국 IBM과 공동개발 협약을 맺고 다우케미컬이 개발한 스핀온(spin-on)방식의 절연재인 ‘SiLK’(유전율 2.7)를 이용한 공정을 개발중이다.

　UMC와 인피니온은 절연물질을 웨이퍼에 코팅하기 위해 사용하는 화학증착(CVD)방식으로는 재료의 유전율을 낮추기 어려워 스피온 방식을 채택했으며 개발한 신재료를 2003년부터 가동할 싱가포르의 300㎜ 합작공장에 적용할 계획이다.

　반면 대만의 TSMC는 지난해 어플라이드머티리얼스가 인수한 블랙다이아몬드사에서 개발한 절연재료인 ‘블랙다이아몬드’를 이용한 구리배선기술을 개발중이다. 이 회사는 절연재료 ‘블랙다이아몬드’가 CVD방식으로 유전성이 2.9여서 스핀온방식에 비해 높으나 코팅이 잘 벗겨지지 않는 장점이 있어 이를 채택했다.

　하이닉스반도체(구 현대전자)는 내년 하반기에 청주공장에서 유전율 2.7급의 0.13㎛ 공정을 이용한 반도체 생산에 들어가고 2004년까지 2.0 이하 유전율의 절연재료를 개발할 계획이다.

　<정진영기자 jychung@etnews.co.kr>