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나노소자 제조를 위한 플라스마공정과 박막장비

전문가 제언: ○ 1980년도 중반부터 반도체의 집적도가 급속히 높아져 현재는 최소 선폭 0.25μm 또는 그 이하의 극미세 선폭을 가공하는 수준에 이르렀고, 또한 GMR, TMR과 같은 새로운 마이크로 및 나노 전자소자가 개발되어 실용화됨으로써 나노소자들에 대한 관심이 더욱 커졌다. 초박막제조 및 가공기술이 이들 소자 개발의 기초가 되고 있으며, 그에 따라 플라즈마 기술과 장비가 급속하게 발전하였다.

○ 플라즈마 기술은 소자 형상제어의 정밀성과 함께 대구경 웨이퍼 사용으로 인한 균일성 유지, 그리고 웨이퍼의 부가가치 증대로 인한 신뢰성 확보 등의 요구에 맞추어 꾸준히 개선되어 왔다. 90년대 초까지는 플라즈마 장비의 설계 및 제작이 주로 경험 및 실험에 의존하여 진행되어 왔으나, 중반부터는 박막소자에서 요구하는 양호한 반응도, 균일도, 선택도, 특히 이방성을 충족시키기 위한 플라즈마 발생 메커니즘과 플라즈마 내부의 전기현상, 그리고 웨이퍼 표면에서 발생하는 반응 메커니즘 등을 이해하기 위한 연구도 활발하게 진행되어 왔다.

○ 반도체 웨이퍼의 경우 12인치 이상의 대면적화 추세에 맞춘 플라즈마 장비와 공정의 개발이 미국과 일본을 선두로 진행되고 있다. 특히 플라즈마 밀도의 공간적인 균일성의 확보를 통하여 균일한 박막을 제조하고 가공할 수 있도록 하는 것이 필요하다. 이를 위해서는 공정에 대한 화학적인 반응과 요구조건에 대한 이해, 장비에 대한 지속적인 개선을 통하여 고유기술을 확보하는 것이 필수적이다.

○ 우리나라는 지난 20여 년간 IT분야에서 산업기술 뿐 아니라 기초연구도 괄목할 발전을 이루고 있으나, 박막공정에 필요한 플라즈마 장비 기술은 일부가 연구개발차원에서 성능을 검증받고는 있으나 극히 미미하다. 메모리 분야 반도체의 경우에도 시장 점유율이 최고수준을 기록하고 있음에도 불구하고, 공정에 필요한 플라즈마 장비는 전부 외국에 의존하고 있는 실정이다. 박막장비의 생산성, 신뢰성 등을 극복하기 위해서는 꾸준한 기술개발이 필요하다.

저자: X. Peng, A. Matthews, S. Xue
자료유형: 학술정보