[ 목 차 ]

1. 개요
2. 산업 분석
3. 기술 개발 동향
4. 주요 플레이어 특허동향
5. 전략제품 기술 개발 전략

1. 개요 가. 정의 퍀 전구체란 주기율표 내 원자번호 번의 화학원소인 을 반도체 기판 내에 Ru ALD 44 Ru 증착하기 위한 화학물질로 특히 복잡한 구조나 균일 고등방 의 , , (uniform), (conformal) 박막을 증착하기 위해 사용되는 원자층증착법 약어 에 (atomic layer deposition, ALD) 사용되는 화학물질을 지칭함. ▪전구체의 정의는 화학에서 다른 화합물을 생성하는 화학 반응에 참여하는 화합물로 , Ru 전구체의 예로는 ALD Ru(EtCp)2가 있으며, Ru(EtCp)2 전구체를 암모니아 (NH3 혹은 ) 산소(O2 등의 환원제와 반응시켜 박막을 얻을 수 있음) Ru . ▪ 는 반응물질을 펄스 형태로 공급시켜 유동상태에서 정화 기체 에 의해 서로 ALD (purge gas) 반응물질을 분리시킴으로써 반응물질의 펄스가 웨이퍼 표면과 화학적 반응을 일으키며 , 정밀한 단층 막성장을 구현하는 증착법으로 화합물 반도체II-VI, III-V , SiO2 금속산화막 , , 금속질화막 등 다양한 재료의 증착에 이용되고 있음. 를 이용한 박막증착의 원리 [ ALD ] 의 경우 Ru Ru(EtCp)2 전구체 를 반응로에 주입하고 정화기체 등 를 주입 후 환원제를 투입하여 (precursor) (Ar, N2 ) Ru 박막을 얻을 수 있음 그 후 다시 정화기체를 주입하여 반응부산물을 반응로에서 제거하여 을 완료함 는 . 1 cycle . ALD 상기의 을 반복하여 박막의 두께를 조절할 수 있음cycle . 루테늄 박막의 전구체12. (Ru) ALD - 2 - 반도체회로 내 박막의 주요기능 [ Ru ALD ] Ru ALD 전구체의 주요기능 접착층 (Adhesion layer) DRAM Cap. 전극 확산방지층 (Diffusion barrier) 전구체의 요건 [ Ru ALD ] 분 류 기술적 특징 증기압 (vapor pressure)  통상적으로 는 사이클 당 수 ALD 1 angstrom(10-10 의 낮은 증착속도를 보일 때 m) , 낮은 생산성을 유발함 이를 보완하기 위한 높은 증기압을 가지는 전구체개발이 . 필요함. 분자구조 (molecular structure)  을 확산방지층 등에 사용 시 벌크수준 의 낮은 비저항은 필수임 이를 Ru (~7.1 μΩ·cm) . 위해 전구체의 분자구조를 작게 하여 전구체 농도를 높이며 기판표면에 흡착되는 Ru , 흡착밀도를 높여 비저항을 낮추고 단차피복성 및 증착속도를 높일 수 있어야함. 휘발성 (volatility)  높은 휘발성으로 화학흡착 및 표면반응을 빠르게 기판 표면 포화에 시킬 수 있어야 함. 고도의 반응성  빠른 반응성으로 빠른 사이클 완료ALD 반응성 휘발성 부산물 부재  반응이 일어난 후 생성되는 부산물 로 인한 박막의 손상 억제ALD (by-product) 높은 열적 안정성  반응이 일어나는 온도에서 전구체의 구조 파괴 시 박막증착이 불가 전략품목 현황분석 - 3 - 나. 필요성 퍀 낮은 비저항과 와의 우수한 접착력 으로 현재 도입되고 있는 은 의 Cu (adhesion) Ru Cu 확산방지막 물질로의 적용을 비롯하여 기존 확산방지막과 배선사이의 접착 특성개선을 Cu 위한 접착층 캐패시터의 하부전극으로서의 기능을 위해 많은 (adhesion layer), DRAM 연구가 되고 있음. ▪최근 빅데이터 인공지능 등의 기술발전으로 모바일기기 클라우드 서버 등에 이용되는 , , IoT, 5G , PC, 디지털데이터가 급속히 증가되고 있으며 이에 대한 수요로 반도체 소자는 집적도 및 미세화가 계속 , 향상되고 를 줄이기 위하여 배선을 도입RC delay Cu . ▪ 의 절연막으로의 확산을 방지하기 위한 확산방지층에 대한 구리와 화합물을 만들지 않고Cu , 비저항 이 낮으며 구리와 접착 특성이 우수한 장점을 가지고 있는 을 새로운 (~7.1µ · Ω cm) , Ru Cu 확산방지막 물질로 적용하기 위한 연구가 요구됨. ▪또한 화학적으로 매우 안정하고 높은 일함수를 가짐으로써 누설 전류를 감소시킬 수 있는 을 , Ru 의 하부전극으로 적용하는 기술이 도입되고 있음DRAM capacitor . ▪이를 위해서는 복잡한 구조나 균일하고 고등방 및 높은 단차피복성 의 구조에 적용할 (step coverage) 수 있는 증착법이 필수적이며 이를 위해서는 전구체의 개발이 필수불가결함ALD , Ru ALD . 퍀 상기와 같은 이유로 전구체의 사용은 피할 수 없으나 전구체는 대부분 Ru ALD , Ru ALD 일본 미국의 수입에 의존하는 상황임, . ▪디엔에프 아데카코리아 지오엘리먼트 등 국내업체들도 전구체를 개발 판매하고 있으나, , ALD , , Merck , 등 일본 미국의 수입에 의존적Tanaka preciousmetal, SigmaAldrich, ▪특히 지난해부터 시작된 일본과의 무역마찰을 고려할 때 반도체 기술독립을 위해서는 상기 , ALD 전구체의 필요요건에 해당되는 전구체 국산화가 절실함