관련 통계자료 다운로드 반도체 포토레지스트 개발 추이 반도체업계의 영원히 변하지 않는 화두는 미세화와 집적화다. 미세화는 회로선폭이 점차 작아지는 것을 뜻하며, 집적화는 제한된 면적에 여러 회로를 층층이 형성하는 것을 말한다. 속도는 빠르게, 저장 데이터량은 많게, 그러나 비용은 저렴하게 칩을 만들어야 하는 것이 반도체업계의 끝없는 숙제이기 때문이다.
미세회로 형성을 위해서는 다양한 광학적, 물리적, 화학적, 기계적 기술들이 응용되는데 이 공정에서 가장 중요한 재료가 바로 감광제(photoresist:포토레지스트)다.
포토레지스트는 빛에 의해 그 화학적 성질이 변하는 것으로 빛에 노출되면 특정 용매에 대한 용해도가 크게 바뀌면서 용매 속도에 대한 차이로 반도체 회로를 그리게 된다.
기존 포토레지스트는 4메가(M) D램 제조에 쓰이던 436나노미터(㎚)의 파장을 갖는 G라인(G-line) 광원용 포토레지스트, 16∼64M D램까지 사용된 365㎚ 파장의 I라인(I-line) 광원용 포토레지스트, 그리고 128M D램 양산용으로 248㎚ 불화크립톤(KrF) 광원용 포토레지스트 등이 있다.
이 중 KrF 포토레지스트는 0.1미크론(1㎛은 100만분의 1m)의 회로선폭을 구현할 수 있어 128M D램을 생산하는 데 결정적으로 기여했다.
특히 KrF에서 파생된 ArF 포토레지스트는 장비교체 등 추가 투자부담 없이 집적화 및 미세화할 수 있고, 기가급 D램 제조에 필요한 0.1㎛ 이하 회로선폭을 구현할 수 있어 차세대 포토레지스트로 각광받고 있다.
이에 따라 현재 일본의 스미토모화학·일본합성고무·신에쓰와 미국의 시플리·클라리언트 등 세계적인 화학업체들은 ArF 포토레지스트 개발에 박차를 가하고 있다.
메모리왕국 한국에서도 동진쎄미켐이 세계적인 수준에 올라있으며 금호석유화학 등 일부 업체도 개발중이다. 동진쎄미켐은 특히 G라인 포토레지스트 국내 최초 국산화에 이어 최근 ArF 포토레지스트도 국산화에 성공, 미국 텍사스인스트루먼츠(TI)로부터 품질승인을 받아 ArF 포토레지스트 시장에 도전장을 내밀어 주목받고 있다.
전문가들은 “KrF 포토레지스트가 해상도 향상기술에 힘입어 예상을 깨고 100㎚ 선폭 공정에서도 사용됐듯 ArF 포토레지스트는 193㎚ 파장부터 30% 수준인 65㎚ 선폭의 공정까지 사용될 것으로 보인다”며 “향후 1G D램 뿐만 아니라 최대 16G D램까지 양산에 투입되는 막대한 장비 구입예산을 줄일 수 있어 ArF 포토레지스트 기술력이 반도체업계의 원가구조를 뒤바꿀 혁명적 변화를 불러올 수도 있을 것”이라고 입을 모으고 있다.
<손재권기자 gjack@etnews.co.kr>
