저유전절연물질 표준화 경쟁 `가속`

　2005년 이후 선보이게 될 90나노미터(㎚) 이하 차세대 반도체 공정에 필수적으로 적용되는 저유전절연(low-k) 물질 시장을 두고 인텔·IBM·TSMC 등 세계적인 반도체회사와 다우케미컬·어플라이드머터리얼스·JSR 등 화학회사 간의 표준경쟁이 가속화되고 있다.

　2003년 현재 연간 5000억∼6000억원 규모로 추정되는 로케이 물질 시장은 미국 다우케미컬의 회전코팅(spin-on) 방식의 실크(silk)와 미국 어플라이드머터리얼스가 개발한 화학기상증착(CVD) 방식의 블랙다이아몬드가 시장을 양분하고 있는 상태.

　일본의 도시바와 소니는 45∼65㎚급 차세대 비메모리 반도체에 적용하기 위해 CVD 방식과 회전코팅 방식을 결합한 복합형 로케이 물질을 개발중이며 이를 위해 일본의 화학회사 JSR·아사히글라스 등과 협력하고 있다.

　차세대 공정에서는 기존 다우케미컬의 실크를 포기할 것으로 알려져 업계의 주목을 받아온 IBM은 반도체업계 최초로 구리배선 공정에 로케이 물질 적용을 성공시켜 130㎚ 이하 구리배선 반도체 양산화에 발빠른 행보를 보이고 있다. 다만 CVD 방식의 로케이와 복합형 로케이, 다공성(porous) 실리케이트 로케이 가운데 어떤 것을 채택할지 고민중이다.

　인텔도 ASM과 공동으로 탄소산화(carbon-doped oxide) 로케이 물질을 개발하고 자사 90㎚ 반도체에 적용하고 있으며 차세대 물질도 독자적으로 개발, 이 분야에서 기술적 유위를 유지해 나간다는 전략이다. 또 대만의 파운드리업체 TSMC는 90㎚ 공정에 블랙다이아몬드를 활용한 데 이어 65㎚ 공정에서는 유전율(k값) 2.5 이하의 다공성 로케이 물질을 사용한다는 계획을 세워두고 있으며 패키징업체인 암코테크놀로지스와의 상호협력도 모색하고 있다.

　한편 국내 삼성전자와 하이닉스반도체는 각각 독자적으로 로케이 물질을 개발하고 있다. 삼성전자는 자체 종합기술연구원과 삼성코닝을 통해, 하이닉스반도체는 서울대 차국헌 교수팀과 LG화학을 통해 연구하고 있는 것으로 알려졌다. 그러나 국내 반도체회사가 로케이 물질의 적용과 개발에 대해 발표한 바는 아직 없다.

　이에 대해 최근 세계 수준의 로케이 물질을 개발하는 데 성공한 서울대 차국헌 교수는 “세계 정상급 로케이 물질 개발에는 성공했으나 이를 양산하고 반도체에 적용하는 것은 다른 차원의 장벽”이라며 “궁극적으로 삼성전자와 LG화학이 협력을 통해 국내 비메모리 반도체 수준을 한 단계 끌어올리는 것이 바람직하다”고 말했다.

　<손재권기자 gjack@etnews.co.kr>