인디엄 코퍼레이션은 현재 매우 높은 순도의 주석을 생산하고 있으며(https://www.indium.com/products/metals/tin/ 참조), 이 기술에 투자한 이유를 설명하고자 합니다:
새로운 세대의 실리콘 칩이 등장할 때마다 ‘프로메테우스’와 같은 핵심 기술이 필요합니다. 바로 웨이퍼에 미세 구조를 형성하는 데 필요한 더 짧은 파장의 빛을 제공하는 기술입니다. 이 일련의 단계는 수십 년 동안 사용되어 왔으며, 리소그래피라고 알려져 있습니다. 수많은 광자를 생성하여 충분히 밝은 빔을 형성하고, 이 빔을 패턴을 정의하는 마스크 쪽으로 유도할 광학 소자를 제작한 뒤, 포토레지스트가 코팅된 웨이퍼에 생성된 이미지를 투영하고, 웨이퍼에 패턴을 에칭한 다음, 마지막으로 팹(fab)의 다음 공정을 위해 남아 있는 레지스트를 제거하는 과정입니다. 말처럼 쉬운 일은 아닙니다.
이 과정의 핵심은 파장의 축소이며, 우리 모두 무어의 법칙에 대해 들어본 적이 있듯이 반도체 산업이 이를 여러 차례 성공적으로 이루어냈다는 사실을 알고 있습니다.
그렇다면 5nm 및 3nm 공정에서 필요한, 예를 들어 13.5nm 파장의 빛 빔을 어떻게 상당한 밝기로 생성할 수 있을까요 ? 얼마 전까지만 해도 그 답은 “간단하죠. 싱크로트론을 사용하면 됩니다”였을 것입니다. 이러한 입자 가속기는 전 세계 곳곳에서 이용할 수 있습니다. 스포일러 경고: 전 세계에 단 60대밖에 없으며, 정부 자금을 지원받는 연구 기관만이 이를 건설하고 인력을 확보하며 운영할 수 있는 여력을 갖추고 있습니다.
다음으로 떠오를 수 있는 대답은 “글쎄요, 분명 어떤 종류의 레이저라도 사용할 수 있겠지요”일 것입니다. 문제는 이 파장의 레이저 역시 다소 비싸다는 점입니다. 13.5 nm는 ‘연 X선’에 해당하는 파장대입니다. 레이저가 존재하기는 하지만, 여전히 필요한 조건을 충족시키지는 못합니다.
여기서 플라즈마가 등장합니다. 특정 원소를 이온화하면, 사용된 원소마다 고유한 특정 주파수 대역의 빛을 방출하는 플라즈마가 생성됩니다. 가동 중인 스퍼터링 챔버의 창을 통해 내부를 들여다본 적이 있다면, 아르곤 플라즈마에서 방출되는 보라색 빛을 보셨을 것입니다(아래 사진 참조).
이로써 마침내 주석으로 다시 이야기를 돌려보겠습니다. 주석 플라즈마에서 방출되는 빛은 필요한 13.5nm 피크 부근에 방출 스펙트럼을 가지고 있습니다. 그리고 무엇보다 중요한 점은, 주석 플라즈마가 높은 변환 효율을 제공하여 요구되는 높은 밝기를 실현한다는 것입니다.
또 다른 반가운 소식은 주석이 오늘날의 세상에서 매우 광범위하게 사용되는 원소라는 점입니다. 전자 산업 분야만 보더라도, 주석은 대부분의 납땜 합금에 사용되고 있으며, 인듐 코퍼레이션에서는 오랫동안 주석 관련 사업을 해오고 있습니다.
또한 당사는 수년에 걸쳐 주석을 정제하고, 기존 표준 순도(4N, 즉 99.99%)를 넘어 5N, 나아가 6N까지 순도를 높여 이 새로운 응용 분야에 필요한 순도 수준을 달성해 왔습니다. 인듐 코퍼레이션은 무어의 법칙이 앞으로도 오랫동안 지속되는 데 필수적인 역할을 할 이 흥미로운 새로운 응용 분야를 지원할 준비가 되어 있습니다.
