SK "MOR 적용 시 D램 성능 및 비용 절감 가능"
D램의 미세화가 지속됨에 따라 SK하이닉스, 삼성전자 등 기업들이 신규 소재 개발 및 적용에 힘쓰고 있다. 특히 차세대 포토레지스트(PR) 중 하나인 금속산화물레지스트(MOR)에 대한 관심이 높다. SK하이닉스는 차세대 D램 양산에 극자외선(EUV)용 MOR을 채택하며, 삼성전자도 EUV용 MOR 적용을 검토 중이다. D램 양산에 MOR이 쓰이는 것은 이번이 처음이다.
29일 업계에 따르면 SK하이닉스가 10nm 6세대(1c) D램 양산에 인프리아 MOR을 사용한다. 인프리아 MOR은 1c D램 노광 공정 중 가장 미세한 선폭을 요하는 곳에 쓰일 것으로 보인다.
반도체 소재 업계 고위관계자는 "SK하이닉스 1c D램 양산에 EUV 레이어가 5개인데, 이 중 1개 레이어에 인프리아의 MOR을 사용한다"며 "향후 SK하이닉스뿐 아니라 삼성전자 등도 MOR 등 무기물 기반 PR 도입을 늘려갈 계획인 것으로 알고 있다"고 설명했다.
인프리아는 일본 소재 기업 JSR의 자회사다. 무기물 기반 PR의 선두 기업으로 꼽힌다. 다양한 반도체 기업들과 협업을 진행하고 있으며, SK하이닉스와는 2022년부터 MOR 관련 공동 연구도 진행 중이다. 이병기 SK하이닉스 부사장은 공동 연구를 발표하며 "주석(Sn) (기반) 산화물 레지스트는 차세대 D램 생산에서 성능 개선과 비용 절감에 기여할 것"이라고 말하기도 했다.
PR은 반도체 노광 공정에 사용되는 핵심 소재다. PR은 빛에 반응해 화학적 변화를 일으키는 특성을 가지고 있는데, 반도체 공정에서는 이러한 특성을 활용해 회로 패턴을 만드는 데 활용된다. PR은 크게 화학증폭형레지스트(CAR)와 무기물 기반 PR로 나뉜다. 현재 대부분의 노광 공정에 쓰이는 건 CAR이다.
MOR 등 무기물 기반 PR은 CAR의 식각 저항, 해상력, 패턴 거칠기(LER) 등 한계 때문에 개발되기 시작했다. 인프리아의 EUV용 MOR은 식각 저항이 1대 10 수준인 것으로 알려졌다. CAR 대비 3배 이상 높은 수치다. 현재 EUV 공정에 사용되는 EUV PR의 식각 저항은 1대 3이다. 인프리아 외에는 램리서치가 무기물 기반 PR인 드라이 레지스트를 개발해 TSMC에 공급 중이다. 국내에서는 삼성SDI, 동진쎄미켐 등이 무기물 기반 PR을 개발하고 있다.
SK하이닉스는 1c D램에 MOR을 도입하냐는 질문에 "제품 및 공정 경쟁력 제고를 위해 협력사들과 다양한 신소재 개발을 추진 중"이라며 "신소재의 성숙도 등을 면밀히 검토해 최적의 적용 시기를 결정할 계획"이라고 답변했다.
한편, 삼성전자도 1c D램 EUV 레이어 중 1개에 MOR 적용을 검토 중인 것으로 파악됐다. 삼성전자는 1c D램에 EUV 레이어를 6~7개, 마이크론은 1개 적용한다.
디일렉=노태민 기자 [email protected]
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