SK하이닉스, 웨이퍼에 도화지 입히는 '박막' 기술 개발에 박차


PVD선 금속선 안정적 형성 위한 증착·CVD선 산화막과 질화막 번갈아 적층하는 기술 개발

[아이뉴스24 민혜정 기자] SK하이닉스가 웨이퍼 표면에 분자나 원자 단위의 물질로 얇을 막을 입히는 '박막'(Thinfilm) 공정 기술 개발에 박차를 가하고 있다.

26일 SK하이닉스는 뉴스룸을 통해 제조·기술 담당 산하에 박막 기술 담당 조직이 있으며 이 밑에 증착 업무를 실질적으로 담당하는 '화학적 기상 증착 방법'(CVD) 기술팀과 '물리적 기상 증착 방법'(PVD) 기술팀이 팹 별로 이천, 청주에 각각 배치돼 있다고 밝혔다.

우시 팹에서는 CVD와 PVD를 따로 구분하지 않고 박막 기술팀이 관련 업무를 모두 맡고 있다. 여기에 공정 지원 업무를 담당하는 기술혁신팀과 산포개선팀을 더해 총 7개 팀을 운영 중이다.

김현도 SK하이닉스 청주 낸드 M11 PVD기술팀 TL [사진=SK하이닉스 ]

박막 공정은 전기가 통하지 않는 부도체 상태의 웨이퍼가 전기적 특성을 지닐 수 있게 해준다. 이후 공정에서 회로 패턴과 구조가 잘 구현할 수 있도록 도와주는 '도화지’ 역할을 한다.

PVD는 금속판에 물리적 반응을 일으켜 금속 물질을 이온 상태로 웨이퍼에 입히는 기술이다. 이 방식은 저온과 고진공 상태에서 공정이 진행돼 불순물로 인한 오염이 적고, 증착이 빠르다는 장점이 있다.

PVD 기술팀에서는 스퍼터 방식뿐만 아니라 반응성 이온식각(RIE), 다마신 방식 등 다양한 방식을 활용해 PVD를 진행하고 있다. 이는 각 공정별로 가장 적합한 박막을 증착하기 위한 노력으로 최근에는 셀 하부의 금속선을 안정적으로 형성하기 위한 증착 기술도 개발 중이다.

CVD는 기체에 열 혹은 플라즈마를 가해 화학반응을 유도한 뒤, 이를 웨이퍼에 증착하는 기술이다. PVD보다 스텝 커버리지(박막의 수직-수평 방향 간 증착 비율의 균일도)가 더 높다는 특징이 있다.

CVD 기술팀에서는 HDP-CVD와 PECVD 방식을 활용해 절연막을 안정적으로 증착하는 업무를 수행하고 있다. 이와 함께 후속 공정의 효율을 높이는 데 필요한 ARC 및 하드마스크 증착 업무도 담당하고 있다. 최근에는 박막을 균일하게 만들기 위해 산화막과 질화막을 번갈아 적층하는 기술도 확보 중이다.

두 팀 모두 업무에 특성에 따라 공정 파트와 장비 파트로 역할이 세분화돼 있다. 공정 파트에서는 웨이퍼가 안정적으로 박막에 증착할 수 있도록 공정을 최적화하고 있으며 공정 결과값, 불량 데이터 등을 분석해 산포를 개선하는 업무도 진행하고 있다.

SK하이닉스 박막 기술 조직은 생산량과 품질 문제가 상충되지 않도록 실험을 통해 생산량을 늘리고 데이터를 꼼꼼히 관리하고 있다.

김현도 SK하이닉스 청주 낸드 M11 PVD기술팀 TL은 "생산량 문제와 품질 문제가 상충할 때 가장 큰 어려움을 느낀다"며 "생산을 무리하게 늘리면 품질에서 이슈가 생기기 때문"이라고 말했다.

"이를 해결하기 위해 타 팹의 백업 평가와 생산량 증대 실험을 통해 생산량을 늘리고, 데이터를 꼼꼼히 관리해 품질 문제가 발생하지 않게 노력하고 있다"고 덧붙였다.

/민혜정 기자(hye555@inews24.com)







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