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  1. 2020.04.21 SK트리켐이 알려주는 프리커서 (1)

SK트리켐이 알려주는 프리커서

프리커서~? 한번쯤 들어봤지만 정확히 무엇인지 긴가민가하다면 여기를 주목해주세요! 프리커서 제조의 달인, SK트리켐이 알려주는 프리커서(Precursor) 이야기 지금 시작합니다!

SK Careers Editor 이유림


SK트리켐은 2016년 설립되어, 반도체 기술 고도화에 발맞춰 고순도, 고효율의 Precursor를 생산하고 있습니다. 현재 Zr 계, Si 계 등 다양한 Metal base의 Precursor를 제조하고 있습니다. 또한, 반도체 미세화에 따른 신규 Precursor 개발을 위한 기업연구소를 운영하고 있습니다.

SK트리켐은 ‘16년 창립연도 말 기준 30여 명이었던 구성원의 수가 현재 100여 명이 넘었으며, 많은 신규 구성원이 합류하였습니다. 그만큼 회사에서는 구성원들을 위해 서로 잘 알고, 즐거운 회사 생활을 할 수 있도록 다양한 사내 행사와 이벤트를 진행하고 있습니다. 또한 신생 회사인 만큼 다른 화학 제조사와 비교해도 구성원 평균 연령이 낮은 편인데요. 젊은 구성원들을 주축으로 축구, 야구 동호회도 활발히 활동 중입니다. 회사 안에서는 든든한 동료로, 회사 밖에서는 개인적인 고민도 나눌 만큼 화목하게 지내고 있습니다.  



2020년 시작과 함께 SK트리켐 선행연구개발팀 팀장을 맡게 된 박용주라고 합니다.

 

프리커서(Precursor)는 우리말로 전구체라는 뜻이며, 반도체 분야에서는 반도체 소자를 제조하기 위한 공정 중 박막을 증착하기 위한 용도로 사용되는 물질입니다. 화학적인 관점에서 보면 유기금속 화합물로 분류할 수 있습니다.

‘박막을 증착한다’는 말을 보다 쉽게 이해하기 위해 설명을 드리기 위해 비유를 들어보겠습니다. 반도체 제조 공정은 마치 집을 짓는 과정과 같습니다. 설계를 하고 바닥을 다지고 집의 구조를 쌓아 올리죠. 이때 쌓아 올리는 과정이 박막 증착이고, 프리커서는 그 쌓아 올리는 재료로 이해하시면 됩니다.

 

low-k(저유전율)와 high-k(고유전율)의 경우 단순하게 보면 k값=4를 기준으로 하여, 4 이하의 k값을 가지는 물질을 low-k 물질 그리고 4 이상의 k값을 가지는 물질을 high-k 물질로 분류합니다.

비록 k값에 따라서 나누긴 하지만, 두 물질 다 절연막이라는 측면에서는 동일합니다. 그럼에도 이렇게 분류하는 이유는 k값이 그 물질이 전하를 저장할 수 있는 정도를 나타내기 때문입니다.

k값의 수치가 높을수록 전하를 더 많이 저장할 수 있는 특성을 나타내서 현재 DRAM의 capacitor 물질로 high-k 물질이 사용되고 있습니다.

*capacitor란? 전기를 저장할 수 있는 소자, 일명 축전기! 배터리와는 다르게 전기 용량이 작아 충방전 시간이 짧습니다. Capacitor는 이러한 특성을 이용해 전기적 신호를 주거나 데이터를 저장하는데 활용됩니다.

반면 low-k 물질은 주로 배선 사이의 절연막 증착을 위해 사용되어집니다. 이때 절연막 중에서도 low-k의 절연막을 사용해야 하는데요. 절연막 기준에서 봤을 때 배선과 배선 사이에 위치하므로 그 자체가 capacitor와 같은 현상을 야기시켜 배선에서의 전하 이동 속도를 저하시키는 원인이 되기 때문입니다. 그래서 가능한 low-k 물질의 재료를 사용하고자 합니다.

 

반도체 공정이 미세화 될수록 capacitor의 구동을 위한 정전 용량을 확보하고 누설 전류를 줄여야하기 때문에 특성이 좋은 전구체를 사용해야 합니다.

Capacitor의 정전 용량을 확보하기 위해서는 보다 고유전율의 박막을 증착할 수 있는 전구체를 사용하여야 합니다. 또한, Capacitor의 누설 전류를 줄이기 위해서는 work function의 값이 높은 박막 및 이를 형성할 수 있는 전구체를 사용해야 합니다.

*Work function(일함수)는 금속에서 전자를 떼어내는데 드는 최소한의 에너지입니다.


반도체 device가 미세화된다는 부분은 단순히 크기가 줄어 드는 것만이 아닙니다. 패턴 형태의 구조에서도 trench의 폭은 줄면서 깊이는 더 깊어지고 있어서 반도체 제조 공정 자체가 기술적 어려움을 겪고 있습니다.

이러한 방향에서의 전구체 개발 방향이라고 하면, 기본적으로 상온에서 액상인 재료를 기준으로 했을 때 전구체의 열안정성이 중요할 것입니다. 전구체의 분자 크기가 작으며 휘발성이 좋고, 점도가 낮은 형태의 전구체 개발이 필요 합니다. 하지만, 열안정성의 경우 일반적으로 휘발성/점도 와는 trade off 관계를 가지는 물성이기 때문에 동시에 개선을 하는 것이 핵심입니다.


SK트리켐과 함께 프리커서에 대해 알아본 시간 유익하셨나요? 앞으로도 SK트리켐은 미세화되는 반도체 기술에 발맞춰 뛰어난 품질의 프리커서를 생산하기 위해 노력할 것입니다! 그러니 ‘프리커서’ 하면 SK트리켐! 잊지 말아 주세요~ 에디터는 SK머티리얼즈의 또다른 사업 소개와 함께 돌아오겠습니다!


Posted by SK Careers Journal skcareers

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  1. SHE 2020.04.23 13:35 Address Modify/Delete Reply

    프리커서에 대해 상세하게 작성해주신 기사 잘 봤습니다. 중간에 SHE에 대해서도 간단히 써주셨는데, Healthy -> Health가 보다 정확한 표현일 것 같아 댓글 남기고 갑니다!