램리서치, '新소재 증착장비' 첫 상용화…韓·美 낸드 고객사 잡았다

국내, 미국 마이크론에 도입…향후 파운드리·D램도 적용 전망

글로벌 반도체 장비업체인 램리서치가 최첨단 반도체 제조를 위한 '몰리브덴(Mo)' 증착장비를 세계 최초로 상용화했다. 

해당 장비는 현재 미국 마이크론, 국내 주요 기업의 최첨단 3D 낸드 공정에 도입된 것으로 알려졌다. 향후에는 파운드리·D램 공정에도 적용이 가능할 전망이다.

램리서치는 20일 오후 '세미콘 코리아 2025' 기자간담회에서 회사의 최신 장비에 대해 이같이 밝혔다.

'ALTUS Halo'는 세계 최초로 몰리브덴 소재를 활용하는 원자층증착(ALD) 장비다. ALD는 원자층을 한층씩 쌓아올려 금속 배선을 형성하는 기술로, 기존 증착 방식인 화학기상증착(CVD) 대비 정밀성이 높다.

박태순 램리서치 KTC 센터 수석 디렉터가 신규 장비인 'ALTUS Halo'에 대해 소개하는 모습(사진=장경윤 기자)

ALD의 소재로는 텅스텐이 활발하게 쓰였다. 그러나 로직 및 메모리 반도체의 회로 선폭이 수 나노미터(nm) 수준으로 미세화되면서, 텅스텐보다 '비저항'이 낮은 대체 물질의 필요성이 높아지게 됐다. 비저항은 소재가 전류에 얼마나 강하게 저항하는 지 나타내는 척도다. 금속의 비저항이 낮을수록 신호 속도가 빨라져 칩의 성능은 좋아지게 된다.

램리서치는 차세대 소재인 몰리브덴에 주목했다. 몰리브덴은 텅스텐 대비 저항이 낮을 뿐만 아니라, 텅스텐과 달리 별도의 배리어층을 형성할 필요가 없어 제조 공정의 효율성을 높인다.

이에 램리서치는 세계 최초로 몰리브덴 ALD 장비를 개발해, 국내외 주요 최첨단 3D 낸드 양산 업체들에 도입을 시작했다. 낸드는 세대를 거듭할 수록 셀(메모리의 최소 단위)를 높이 쌓아 만든다. 더 많은 층을 밀도 있게 제조하려면 배선 폭이 줄어들어야 하기 때문에, 몰리브덴이 적합하다는 게 램리서치의 설명이다.

특히 미국 주요 메모리 기업 마이크론이 해당 장비를 선제적으로 양산 적용한 것으로 알려졌다. 국내에서는 올해부터 양산 적용이 시작될 예정이다.

박태순 램리서치 KTC 센터 수석 디렉터는 "텅스텐은 금속 배선에서 지난 20년간 활발히 적용돼 왔으나, 최근 초미세공정 환경에서는 적용이 힘들어지는 소자들이 생겨나기 시작했다"며 "ALTUS Halo는 기존 질화 티타늄과 텅스텐을 결합한 증착 기술 대비 저항이 50% 감소한 것으로 나타났다"고 설명했다.

또한 램리서치는 향후 ALTUS Halo의 적용처를 로직 및 D램 분야로도 확장할 계획이다. 2나노 등 최첨단 파운드리 공정에서도 ALTUS Halo 적용을 위한 검증이 진행 중인 것으로 알려졌다. D램 분야에서는 3D D램 등에서 적용될 것으로 예상된다.

램리서치의 주요 경쟁사 역시 몰리브덴 증착 장비를 개발 중이지만, 회사는 경쟁력 확보를 자신했다.

카이한 애쉬티아니 램리서치 ALD·CVD 금속 사업 부문장 겸 부사장은 "경쟁사들도 유사 기술을 연구 중일 것이나, 램리서치는 약 7년간 몰리브덴 증착을 연구개발 해오는 등 업계를 선도하고 있다"며 "특히 낸드에서 비교적 낮은 저항이 필요한 워드라인(WL; 게이트 단자로 전압이 인가되는 라인) 제조 분야에서 독보적인 입지를 보유 중이다"고 강조했다.