삼성전자·SK하이닉스 ‘SMC 코리아 2022’ 라이브 발표
ALD 전구체 조절·환경 보호 위한 EUV 소재 개발
[시사저널e=이호길 기자] 삼성전자가 미세화와 3D 구조 구현이 요구되는 차세대 반도체에 원자층증착(ALD) 방식의 전구체 소재 개발 중요성이 높아질 것이라고 전망했다. SK하이닉스는 극자외선(EUV) 공정이 ESG(환경·사회·지배구조) 경영에 기여할 수 있을 것으로 내다봤다.
조윤정 삼성전자 반도체연구소 소재개발팀 마스터와 김재현 SK하이닉스 미래기술연구원 소재개발팀 펠로우는 18일 글로벌 반도체 소재 전문 컨퍼런스인 ‘SMC 코리아 2022’에서 연사로 나섰다. 이 자리에서 조 마스터는 ‘차세대 반도체를 위한 재료 측면의 도전 과제와 기회’를 주제로 발표하며 D램 미세화 속도가 완만해지고 있어 향후 플래시 메모리처럼 수직으로 쌓아 집적도를 높이는 3D 구조를 활용할 수 있다고 전망했다. 시스템 반도체도 1나노미터(nm) 이하로는 3D 적층이 필요할 것이라고 내다봤다.
이를 위해 ▲신물질 개발 ▲저온 공정 ▲영역 선택적 증착(ASD) ▲기능성 소재 ▲품질 관리가 중요하다고 했다. 아울러 이를 아우르는 핵심 소재는 ALD 전구체가 될 것이라고 전망했다. ALD 공정은 웨이퍼 표면에서만 반응이 일어나도록 유도해 정교한 박막을 만들 수 있는 기술로 전구체란 화학 물질이 활용된다.
조 마스터는 “5가지의 핵심을 뽑았을 때, 공통적으로 해당되는 건 ALD 전구체”라며 “미세화와 3D 구조, 반도체 막 컨트롤을 위해 가장 많이 쓸 수 있는 기술이 ALD 프로세스이기 때문이다. ALD 전구체를 어떻게 조절할 수 있느냐가 관건이 될 것”이라고 말했다.
이어 “ALD 전구체는 작은 분자지만, 반도체의 특성을 조절하는 키가 될 것이라고 본다. 차세대 반도체에 적합한 소재 개발을 위해 앞으로 주목해야 한다고 생각한다”고 부연했다.
3D 구조 반도체 구현에 특정 영역에 맞춤형 박막을 씌우는 ASD 기술을 활용하기 위한 소재 연구도 이뤄지고 있다. 이 소재 개발 여부에 따라 3D 구조 플래시메모리와 시스템반도체 시장 패권이 달라질 전망이다.
조 마스터는 “산업의 쌀로 불리는 반도체에서 소재 기술은 앞으로 핵심이 될 것”이라며 “어떤 소재를 쓰느냐에 따라 반도체 성능이 좌우될 수 있기 때문에 소재사·장비사와 협업을 통해 기술적 과제를 극복해나가야 한다”고 강조했다.
김 펠로우는 ‘ESG와 EUV 관점에서 재료 개발의 방향성’을 주제로 발표하며 EUV 공정의 중요성을 환경 측면에서 강조했다. EUV 기술을 활용한 초미세 반도체의 전력 효율성이 높아 환경 보호에 기여할 수 있단 설명이다.
그는 “더 작은 사이즈의 반도체는 EUV 공정을 활용해야 만들 수 있는데, 이런 제품은 전력을 적게 사용하면서도 고성능이어서 지구 온난화 방지에 도움이 된다”며 “이산화탄소 배출량의 70% 이상은 기업에서 나온다. 누가 지구온난화를 유발하고, 어떤 동기부여를 통해서 문제를 해결할 수 있는지 실질적인 관심을 가져야 환경 문제가 풀린다”고 말했다.
이어 “ESG와 EUV의 방향성은 회사와 사람을 위한 키워드가 돼야 한다”며 “EUV 소재 개발도 환경과 사회, 거버넌스에 기여할 수 있는 방향으로 개발이 이뤄질 필요가 있다”고 강조했다.
끝으로 “지구 온난화는 기업에서 노력하지 않으면 악화일로를 걷게 된다. 지구 환경 보호를 위해서는 업계 모두가 노력해야 한다”며 “과거의 기업은 재무적 이익에만 관심을 가졌지만, 이제는 그 이상의 가치와 안전을 추구한다. 기업이 지속 가능성을 고려할 때 환경 보호에 기여할 수 있을 것”이라고 덧붙였다.