【인터뷰】Ru 배선용 다나까귀금속공업 주식회사 커서를 개발

반도체

2026/06/09

2026년 5월 7일 전자 디바이스 산업 신문

세계 최고의 증기압 실현

첨단 반도체의 배선 기술로서 루테늄(Ru) 등의 대체 재료의 개발이 진행되고 있다. 다나까귀금속공업 공업(도쿄도 주오구)은 Ru 배선용 CVD(화학 기상 성장)/ALD(원자층 퇴적) 재료로서 Ru 전구체(Ru 프리커서)의 개발에 임하고 있으며, 2020년에는 세계 최고 수준의 증기압을 실현한 액체의 Ru 프리커서를 개발하여 현재 본격. 신사업개발 통괄부의 수석 매니저인 하라다 료스케 씨에게 Ru 프리커서의 특징과 향후 전망 등을 들었다.

―CVD/ALD 재료에 주목하는 이유는.

하라다: CVD와 ALD는 모두 기판에 박막을 형성하는 기술이지만, 최근에는 반도체의 미세화를 배경으로 작고 깊은 구멍에도 균일한 성막이 가능한 ALD가 주목받고 있다. ALD에서는 프리커서로 불리는 화합물을 감압이나 가열하여 가스화하고, 그것을 가열한 기판에 공급함으로써 원자층 레벨의 박막을 형성할 수 있다.

당사는 현재 반도체용 제품으로 본딩 와이어, Ag 접착제, 스퍼터링 타겟, 도금액, 프로브 핀 핀용 재료 등을 공급하고 있지만, 새로운 사업 영역으로 주목하고 있는 것이 CVD/ALD 재료다. ALD에서 사용하는 프리커서에 대해서는, 20년 이상 전부터 개발에 임해 왔지만, 20년에 세계 최고 수준의 증기압을 실현한 CVD/ALD용 프리커서를 발표했다.

―개발한 프리커서의 특징은.

하라다: 현재 반도체의 선재는 구리(Cu)가 주류이지만, 장래에는 Cu보다 전기 저항이 낮고, 내구성이 높은 Ru로의 대체가 진행될 것으로 예상되고 있다. Ru 프리커서는 「DCR」「RuPta」「TRuST」등 복수 라인 업하고 있어, DCR은 고체이지만, RuPta와 TRuST는 액체의 프리커서이다.

그 중에서도 TRuST는 증기압이 높고(기체가 되기 쉽다), 수소나 산소 등의 반응 가스로 용이하게 분해하기 때문에, 저저항인 Ru막을 성막할 수 있다. 상온에서의 증기압은 종래의 Ru 프리커서에 비해 100배 이상으로 액체 프리커서에서는 세계 최고 수준이다.

프리커서는 증기압이 높고, 분자 구조가 작을수록 반응로 내의 농도나 기판 에의 흡착성이 높아지지만, TRuST는 종래의 프리커서에 비해 우수한 단차 피복성과 성막 속도를 양립하고 있다. 덧붙여서, 성막 속도는 1 사이클당 약 1.7 옹스트롬으로, 액체의 Ru 프리커서를 사용한 ALD 성막에서는 세계 최고 수준이다.

- 어떻게 성막합니까?

하라다: 산소 및 수소의 어느 반응 가스를 사용해도 성막이 가능하다. 특히 산소와 수소에 의한 2단계 공정에서는 기판의 산화 방지와 고품질 저저항의 성막을 실현하고 있다. 1단째는 프리커서의 성막 후에 수소를 투입함으로써, 기판 표면의 산화를 억제한다. 이 사이클을 반복 한 후, 이번에는 산소를 이용한 성막으로 전환한다. 각 공정은 동일한 원료와 성막 온도에서 행하기 때문에 공정이나 설비의 비용 절감을 기대할 수 있다.

―과제는 있습니까?

하라다: ALD는 미세하고 복잡한 구조의 표면에 극박막을 형성할 수 있지만, 투입한 프리커서에 대해서, 성막에 사용할 수 있는 양은 적고, 재료의 사용 효율이 좋다고는 할 수 없다. 또, Ru는 희소 금속으로 최근에는 가격도 급등 경향이다. 자원보호나 안정공급의 관점에서도 미이용 프리커서를 회수 하여 리사이클 할 필요가 있다. 당사도 성막 후의 사용이 끝난 프리커서를 회수 하여 고순도의 금속 Ru로 되돌리는 기술을 개발하고 있다.

―향후의 전망은.

하라다: 지금까지 Ru 배선은 2nm 이후의 첨단 반도체에서의 채용이 전망되고 있지만, 본격적인 보급을 향해 Ru 프리커서의 양산 준비를 진행하고 있다. 또한 Ru 이외에도 다양한 CVD/ALD용 귀금속 프리커서를 개발하고 있으며, CVD/ALD 재료를 장래의 성장 사업으로 해 나가고 싶다.

(청취자·전자 디바이스 산업 신문 편집부 마츠나가 신고 기자)

이 기사는 (주)산업타임즈사의 허가를 얻어 2026년 5월 7일에 '전자 디바이스 산업신문'에 게재된 기사를 전재한 것입니다.
본 기사는 (주)산업 타임즈사의 허가를 얻어 다나까귀금속이 번역했습니다.