램리서치가 극저온 식각 솔루션 '램 크라이오(Lam Cryo) 3.0'으로 차세대 낸드 식각 장비 시장을 공략한다. 램리서치는 고객사에 기공급된 밴텍스(Vantex), 플렉스(Flex) 식각 장비에도 모듈 형태의 램 크라이오 3.0 솔루션을 지원해 낸드 식각 장비 지배력을 공고히 할 계획이다.

김태원 램리서치 유전체 식각사업 부문장 겸 CVP는 23일 서울 포시즌스 호텔에서 열린 '램 크라이오 3.0 인포 세션'에서 "(램 크라이오 3.0 솔루션은) 가장 최근 출시한 밴텍스 식각 장비와 현재 고객들이 팹에서 사용 중인 플렉스 식각 장비에도 신기술(램 크라이오 3.0)을 적용할 수 있다"고 말했다.

램 크라이오 3.0은 램리서치가 최근 내놓은 극저온 식각 기술이다. 칠러 온도 기준 영하 63℃가량에서 식각을 진행할 수 있다. 400단 이상의 낸드 채널홀 식각에 사용될 것으로 예상된다. 램리서치가 램 크라이오 3.0을 모듈 형태의 솔루션으로 지원하는 것은 고객사 팹에 셋업된 기존 식각 장비 인프라를 최대한 활용하기 위한 전략으로 해석된다. 현재 삼성전자와 SK하이닉스 낸드 채널홀 식각 공정에는 램리서치의 옥사이드 식각 장비가 주로 사용되고 있다. 

김 부문장은 "(램 크라이오 3.0 솔루션을 기존 장비에 적용하는 방식으로) 고객이 사용 중인 장비 수명을 연장시킬 수 있다"며 "고객마다 인스톨 베이스가 다르지만, 챔버 교체, 가스 라인 변경, RF 플라즈마 제너레이터 교체 등을 통해 업그레이드가 가능하다"고 설명했다. 칩 메이커 입장에서는 신규 식각 장비를 도입하는 것보다 램 크라이오 3.0 솔루션을 모듈 형태로 적용하는 것이 시설투자(CAPEX)를 줄일 수 있는 셈이다. 

램리서치는 램 크라이오 3.0을 통해 최대 10마이크로미터(µm)깊이의 채널홀을 균일하게 식각할 수 있다고 강조했다. 낸드 단수 기준으로는 대략 200단 수준이다. 식각 속도도 개선됐다. 기존 식각 기술과 비교하면 최대 2.5배 빠른 속도로 채널홀 식각이 가능하다. 이를 위해 식각 소재도 대거 변경한 것으로 보인다. 김 부문장은 "(식각 가스와) 플라즈마 소재에서 신규 물질을 도입해 식각 성능을 향상시켰다"고 했다.

기존 낸드 채널홀 식각에는 패시베이션 레이어 형성을 위해 불화탄소(CF) 계열 가스가 식각 가스로 사용됐다. 패시베이션 레이어는 채널홀 측면의 화학 반응을 막아, 균일한 식각 공정이 진행되게끔 유도한다. 극저온 식각 공정 진행 시 패시베이션(Passivation) 레이어가 탄소(C) 없이도 생성된다. 불화탄소 계열 가스를 쓸 이유가 없는 것이다. 업계에서는 이 가스가 불화수소(HF) 계열 가스로 대체된 것으로 보고 있다. 불화수소는 지구온난화지수(GWP)가 1 이하의 가스다. 불화탄소 계열 가스와 비교해 GWP가 수천배 이상 낮다. 

램리서치는 식각 가스 변경을 통해 기존 식각 공정 대비 탄소 배출량을 최대 90%까지 감축할 수 있다고 밝혔다. 식각 공정 전체를 넓혀보면, 웨이퍼 당 에너지 소비를 40% 줄일 수 있다고 덧붙였다.

램리서치는 향후 램 크라이오 기술 등을 고도화해 칩 메이커들이 목표하고 있는 1000단 낸드 달성을 지원하겠다는 계획이다. 김 부문장은 1000단 낸드 실현을 위해서 극저온 식각 외에도 첨단 워드라인 금속화(몰리브덴 등), 워드라인 피치 스케일링 등이 필요하다고 내다봤다.

디일렉=노태민 기자 tmnoh@bestwatersport.com
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