[영상] 삼성, 낸드에 몰리브덴 첫 적용 파장은?

2024-07-09 신일범 프로

삼성전자가 9세대 V낸드 금속 배선 공정에 몰리브덴(Mo)을 적용했다 메모리 업체 중 몰리브덴을 금속 배선 공정에 적용한 것은 삼성전자가 처음이다. 업계에서는 삼성전자가 다시 '기술 초격차'에 시동을 걸었다는 평가를 내놓고 있다. 삼성전자가 몰리브덴을 9세대 V낸드에 선제 적용한 것은 비저항을 낮추기 위해서다. 몰리브덴은 텅스텐과 비교해 비저항이 낮아 레이턴시(지연)과 낸드의 층고를 약 30~40%가량 낮출 수 있다는 장점이 있다. 몰리브덴 프리커서은 육불화텅스텐(WF6)와 달리 상온에서 고체 상태다. 이를 승화해 증착하기 위해서는 600℃의 고온을 가해야 한다. 삼성전자는 이를 위해 램리서치의 몰리브덴용 증착 장비를 5대 도입했다. 내년에는 장비 20대가량을 더 도입한다는 계획이다. 몰리브덴이 적용됨에 따라 낸드 소재 시장도 급변할 것으로 예상된다. 삼성전자에 현재 몰리브덴 프리커서를 공급 중인 기업은 인테그리스, 에어리퀴드다. 최근 머크도 샘플을 넣은 것으로 알려졌다. 이외에도 국내 SK트리켐, 한솔케미칼, 유피케미칼, 티이엠씨씨엔에스(구 오션브릿지), 디엔에프 등이 몰리브덴 프리커서를 개발 중이나, 국내 기업들이 고체 프리커서를 다뤄본 경험이 적어 시장 진입에 어려움을 겪고 있는 것으로 전해졌다. 몰리브덴 프리커서 사용 확대 시 WF6 시장은 축소될 것으로 전망된다. WF6는 SK스페셜티, 후성, 머크 등 기업이 생산 중이다. 삼성전자가 몰리브덴을 선제 적용함에 따라 관련 시장은 빠르게 개화할 것으로 예상된다. 경쟁사인 SK하이닉스, 마이크론, 키옥시아 등도 준비 중이다. . 지난 1월 김춘환 SK하이닉스 부사장은 '세미콘 코리아 2024'에서 "공정 성숙도, 생산성, 생산 비용 등을 고려해 400단급에서 (몰리브덴) 기술 채택 여부를 결정할 예정"이라고 밝힌 바 있다.

-삼성전자가 9세대 V낸드에 몰리브덴 소재를 도입했다. 어디에 적용되는건가요?

"삼성전자가 9세대 낸드 메모리에 몰리브덴 공정을 도입했습니다. 이는 기존의 텅스텐을 대체하는 새로운 배선 소재입니다. 몰리브덴은 낸드 옥사이드-나이트라이드-옥사이드(O-N-O) 구조에서 텅스텐 대신 쓰입니다. 삼성전자가 경쟁사에 비해 선제 도입했고, 향후 적용 확대가 예상됩니다."

-몰리브덴이라는 소재가 생소한데, 어디서 활용되는 소재인가요?

"몰리브덴은 금속의 일종인데, 단독으로 사용되기 보단 합금에 소량 첨가하는 방식으로 쓰입니다. 우리에게 가장 익숙한 용처는 스테인리스입니다. 고경도 스테인리스에는 몰리브덴이 소량 첨가된 경우가 있습니다. 또 영양제로도 쓰이고 있습니다."

-삼성전자가 낸드에 몰리브덴을 도입하게 된 이유는 무엇입니까?

"몰리브덴은 텅스텐보다 비저항이 낮습니다. 이를 통해 낸드의 레이턴시, 또 각 층의 층고를 낮출 수 있습니다. 몰리베든 적용 시 텅스텐과 비교해 층고를 30~40% 낮출 수 있다고 합니다."

-몰리브덴 공정을 도입하는 데 어려움은 없나요?

"몰리브덴 프리커서는 고체형태입니다. 이를 증착하기 위해서는 600℃ 이상의 고온에서 승화시켜야 하는데, 기존 장비로는 증착이 어렵습니다. 이를 위해 삼성전자는 올해 램리서치의 몰리브덴 프리커서용 증착 장비를 5대 도입했습니다. 내년에 20대 추가 도입 예정인 것으로 파악됐습니다."

-이번 몰리브덴 공정 도입이 소재 공급 체인에 미치는 영향은 무엇입니까?

"향후 낸드 프리커서 시장의 대격변이 예상됩니다. 현재, 텅스텐 증착을 위해 육불화 텅스텐이 사용되는데 이를 SK스페셜티, 후성, 머크 등이 생산 중입니다. 향후 이 소재들의 사용량이 줄어들 것으로 예상됩니다. 또 몰리브덴 프리커서 사용량이 늘어날 것으로 예상되는데, 몰리브덴 프리커서는 현재 인테그리스, 에어리퀴드 등 기업이 공급 중입니다. 몰리브덴 프리커서는 육불화텅스텐보다 가격이 10배가량 비ᄊᆞᆫ 것으로 알려져 있습니다."

-다른 경쟁사들은 어떻게 대응하고 있습니까?

"SK하이닉스와 마이크론, 키옥시아 등 경쟁사들도 몰리브덴 소재 적용을 준비 중입니다. SK하이닉스는 400단 이상 제품부터 몰리브덴을 사용할 계획 지난 1월 세미콘에서 발표했습니다. 이와 별개로 마이크론은 1감마 D램 워드 라인에 몰리브덴과 루테늄 등을 적용하는 등 소재 변경을 검토 중입니다."