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바커케미칼, 고집적 반도체용 필수 소재 '실란 전구체' 개발

글로벌 화학기업 바커케미칼은 고집적 메모리 칩 및 마이크로프로세서 제조에 필수적인 특수 소재인 실란(silane) 전구체를 개발했다고 7일 밝혔다. 전구체는 박막증착을 위한 화학물질 재료다. 이 재료를 웨이퍼 아래에 두고 온도를 올리면, 기체로 변하면서 바로 위의 웨이퍼로 올라가 증착이 이뤄진다. 이번 개발로 바커의 특수 반도체 소재 포트폴리오는 한층 강화됐다. 새로 개발된 실란은 반도체 제조 공정의 화학 기상 증착(CVD) 단계에서 사용되며, 웨이퍼 표면과 반응하여 유전 상수가 낮은 초박막 절연층을 형성한다. 이 절연층은 촘촘히 배열된 연결 부품과 회로 간의 전자기 간섭을 차단해 오작동의 우려 없이 안정적인 성능을 가진 고집적 마이크로칩의 제조를 보장한다. 새로운 실란의 개발은 고객 맞춤형 고부가가치 솔루션을 제공하고자 하는 바커 그룹의 지속적인 노력을 보여준다. 오늘날 반도체 칩은 아주 작은 공간에 수십억 개의 트랜지스터가 결집한 형태를 지닌다. 소형화 기술의 진전으로 트랜지스터 수는 늘어나고 반도체 성능은 향상되고 있지만, 그만큼 기술적 문제도 많다. 반도체 미세 공정이 진화함에 따라 다이 내부에 여러 블록들이 더욱 더 가까운 거리에 밀집하게 된다. 따라서 인접 블록 간에 노이즈 문제가 발생한다. 바커의 신규 개발 제품은 이러한 문제에 대한 실용적인 솔루션을 제공한다. 인접 블록 간의 노이즈를 해결하는 간단한 방법은 블록 간 거리를 띄우는 것이다. 하지만 이렇게 하면 성능 저하가 발생한다. 거리를 좁히면서 노이즈를 차단하려면 차단막, 즉 격벽이 필요하다. 바커의 새로운 실란은 반도체 제조 공정에서 박막을 형성하는 중요한 전구체 역할을 한다. 구체적으로는 가열된 초고순도 실리콘 웨이퍼의 표면과 반응해 유전상수가 낮은 절연층을 만드는데, 이는 연결 부품 사이에서 높은 주파수로 움직이는 전류에 대한 전자기 간섭을 막아준다. 토마스 코이니 바커 실리콘 사업 총괄 사장은 "당사 화학 분야 전문가들의 집중적인 연구 덕분에 마이크로칩 성능을 크게 향상하는 실란 개발에 성공했다"며 "고도로 복잡한 고집적 컴퓨터 칩의 개발을 촉진할 제품"이라고 말했다. 이미 수년째 반도체 업계에 필요한 원재료와 첨가제 등을 공급하고 있는 바커 그룹은 유럽의 가장 큰 폴리실리콘 제조사로, 반도체용 폴리실리콘의 기술과 품질을 주도하는 세계적 리더로 평가받고 있다. 다결정 실리콘은 고순도 실리콘 웨이퍼 제조에 필요한 원재료며, 고순도 실리콘 웨이퍼를 여러 단계에 걸쳐 가공하면 최종적으로 마이크로칩이 만들어진다. 마이크로칩 두 개 중 한 개는 바커가 생산한 초고순도 폴리실리콘으로 이뤄져 있다.

2024.11.07 08:47장경윤

차세대 'OLED 소재' 선점 노리는 머크…탠덤·ALD 개발 열중

머크가 차세대 디스플레이를 위한 기술 개발에 집중하고 있다. 모니터·TV·투명 디스플레이 등에 적용될 쓰리 스택 탠덤 OLED용 재료, 폴더블 OLED 패널을 위한 ALD 기술 등이 대표적인 사례다. 머크는 14일 삼성동 코엑스에서 열린 'K-디스플레이 전시회'에서 미디어 설명회를 열고 회사의 차세대 디스플레이 소재 솔루션을 공개했다. 이날 나수환 머크 OLED 수석연구원은 "최근 고객사에서 태블릿 산업에 집중하면서 투스택 탠덤 기술이 각광받고 있다"며 "싱글 스택 대비 수명이 좋고, 2배 이상의 효율을 가지고 있어 좋은 휘도를 달성할 수 있다"고 밝혔다. 투 스택 탠덤은 레드·그린·블루(RGB) 유기발광층을 2개 층으로 쌓는 기술이다. 향후에는 모니터나 TV, 투명 디스플레이 등을 중심으로 쓰리 스택 이상의 다중 구조가 적용될 것으로 예상된다. 나수환 연구원은 "머크 역시 이러한 추세에 대응하고자 폭넓은 유기 재료군을 보유하고 있다"며 "OLED 소자의 주요 평가 기준인 전압과 효율, 수명에 대해 고객사 요구 수준을 만족할 수 있도록 재료 배합을 최적화하고 있다"고 설명했다. 폴더블폰 등에서 활용되는 플렉시블 OLED를 위한 차세대 소재 연구 역시 진행되고 있다. 현재 OLED 패널은 OLED 소자 위에 무기막-유기막-무기막이 샌드위치 구조로 올라가 있다. 기존 무기막은 CVD(화학기상증착) 방식으로 형성됐다. 그러나 폴더블 디스플레이의 두께가 얇아지면서, CVD로는 박막에 파티클이 생기거나 박막의 투습 방지 기능에 저하가 생기는 등의 문제가 발생하고 있다. 이에 머크는 ALD(원자층증착) 기술을 대안으로 삼았다. ALD는 원자층을 한층씩 쌓아올려 박막을 형성하는 기술로, CVD 대비 정밀성이 높다. 조명기 머크 책임연구원은 "폴더블 디스플레이 분야에서 향후 ALD 기술이 대안이 될 것으로 기대하고 있다"며 "유기막 역시 기존 대비 전극 사이의 교란 문제를 방지할 수 있는 저유전율(Low-k) 소재를 개발하고 있다"고 밝혔다.

2024.08.14 16:41장경윤

주성엔지니어링, 반도체 부문 인적분할…주력 사업 경쟁력 높인다

국내 주요 장비업체 주성엔지니어링이 회사 분할을 추진한다. 기존 주력 사업인 반도체 부문은 인적분할하고, 디스플레이 및 태양관 부문은 물적분할해 각각 새로운 법인을 설립하는 방식이다. 주성엔지니어링은 사업 부문별 독립∙책임 경영을 위한 인적 및 물적분할을 추진한다고 2일 공시했다. 인적분할로 신설되는 주성엔지니어링(가칭)은 반도체 기술 개발 및 제조사업을 전문으로 한다. 글로벌 반도체 장비 업체로 입지를 높이고, 존속회사는 경영효율성 증대를 통한 핵심사업의 경쟁력 및 투자 전문성 강화에 초점을 맞춘 경영을 영위할 계획이다. 이와 함께 존속회사의 100% 자회사로 물적분할돼 설립되는 비상장기업 주성에스디(가칭)는 태양광 및 디스플레이 기술 개발 및 제조 사업을 전문으로 한다. 정체성 강화와 사업 성장에 주력해 세계 에너지 산업 기술 및 디스플레이 산업에 새로운 패러다임을 제시할 예정이다. 분할기일은 오는 11월 1일이다. 이후 12월 6일 존속회사는 변경상장을, 인적분할된 신설법인은 재상장할 예정이다. 주성엔지니어링 관계자는 "이번 기업지배구조 개편을 통해 신설되는 기업들은 경영효율성과 지배 구조의 투명성을 증대시키는 것은 물론 궁극적으로는 각 사업 부문별 독립성과 책임 경영 강화를 통해 글로벌 기업으로 발돋움해 기업가치와 주주 가치의 세계화를 실현할 것"이라고 밝혔다. 또한 주성엔지니어링은 같은 날 2024년 1분기 경영실적도 함께 공시했다. 이날 밝힌 경영실적은 연결기준으로 매출액은 566억 원이며, 당기순이익은 161억 원을 기록했다. 전년동기 대비 매출액은 17.6% 감소, 당기순이익은 54.8% 증가한 수치다. 이와 관련해 주성엔지니어링 관계자는 "이번 1분기 경영실적이 다소 부진한 것은 글로벌 경기 침체와 함께 반도체 경기 회복의 중요한 변수가 되는 차세대 기술에 대한 투자가 아직 매출로 이어지지 못하고 있는 시장 상황 때문”이라며 “현재 주성은 핵심 경쟁력인 ALD 기술을 반도체뿐 아니라 태양광, 디스플레이 분야로도 적용을 다각화하고 있으며, 고객 다변화를 이뤄 중장기 지속 성장 기반을 다질 것”이라고 밝혔다. 한편 회사는 이번에 단행하는 기업지배구조 개편과 1분기 경영실적과 관련해 투자자 및 이해관계자의 이해를 돕기 위해 'IR 상담 채널 운영'과 함께 홈페이지에 관련 자료 게시 및 고객들의 질의응답(Q&A)에 적극 나설 계획이다. 주성엔지니어링은 주성엔지니어링은 지난 1993년 설립된 반도체·디스플레이·태양전지 제조 장비업체다. 주력 사업인 반도체 부문은 웨이퍼 상에 박막을 입히는 CVD(화학기상증착), ALD(원자층증착) 장비를 공급하고 있다. 디스플레이 역시 중소형·대형 패널용 증착장비를 상용화했으며, 신사업인 태양전지는 35% 이상의 효율 구현이 가능한 차세대 탠덤 태양전지 장비를 개발해 왔다. 탠덤 태양전지는 이종 접합 기술(HJT)을 활용해, 기존 실리콘 전지보다 발전 효율이 10%p 높다는 장점이 있다.

2024.05.02 18:08장경윤

AMAT, 삼성·인텔 등 초미세공정 공략…"2나노서 검증 중"

어플라이드머티어리얼즈(AMAT)가 삼성전자, 인텔 등 고객사의 반도체 초미세공정 개발을 위한 혁신 솔루션을 공개했다. 최신 제품의 경우 2나노미터(nm) 공정에서 검증을 진행 중으로, 회사는 올해 및 내년에 강력한 매출 성장을 이뤄낼 것으로 자신했다. 4일 AMAT코리아는 경기 성남 소재의 본사에서 패터닝 솔루션 미디어 라운드테이블을 개최했다. AMAT는 이번 간담회를 통해 옹스트롬(Angstrom; 1A=0.1나노미터) 시대를 위한 첨단 반도체 기술 4종을 소개했다. 현재 삼성전자·TSMC·인텔과 같은 주요 반도체 기업들은 2나노 공정 상용화를 준비하는 등, 옹스트롬의 영역 진입을 위한 치열한 기술 경쟁을 벌이고 있다. 이에 AMAT는 초미세 공정을 위한 첨단 패터닝 솔루션을 개발해 왔다. 패터닝은 반도체 웨이퍼에 회로를 새기기 위한 공정으로 증착, 노광, 식각 등 다양한 과정을 거친다. 대표적인 솔루션은 AMAT가 지난해 발표한 '스컬프타(Sclupta)'다. 스컬프타는 최첨단 EUV(극자외선) 및 High-NA EUV 노광 공정에 적용할 수 있는 패터닝 시스템으로, 싱글 패터닝 이후 패턴을 원하는 방향으로 늘려 소자 간 간격을 줄이고 패턴 밀도를 높일 수 있다. 이를 활용하면 반도체 제조업체들은 패터닝을 두 번 진행하지 않고도 원하는 회로를 새길 수 있게 된다. 패터닝 공정이 줄어들면 비용 및 생산 효율성이 증대되고, 공정 복잡성이 줄어들기 때문에 수율 안정화에도 유리하다. 현재 스컬프타는 삼성전자 4나노 공정, 인텔의 최신 공정 등에 도입되고 있다. 이길용 AMAT코리아 기술마케팅 및 전략프로그램 총괄은 "현재 스컬프타는 고객사의 EUV 공정에 쓰이고 있으며, High-NA EUV 기술이 도입되는 시점에서도 연계 적용될 것"이라며 "스컬프타 매출이 올해 2억 달러, 내년에는 5억 달러로 성장할 것으로 예상한다"고 밝혔다. 나아가 AMAT는 올해 스컬프타에 '브릿지 결함'을 제거할 수 있는 기능을 추가했다. 브릿지 결함은 회로 간 간격이 너무 좁아 서로 붙게 되는 문제다. AMAT는 현재 최선단 파운드리 고객사의 2나노 공정에서 평가를 진행하고 있다. 또한 AMAT는 동일 챔버에서 증착·식각을 모두 지원하는 'Sym3 Y 매그넘' 식각 시스템을 공개했다. 해당 기술은 식각 과정에서 EUV 회로 표면을 더 매끄럽게 만들어, 수율 및 전력 효율성을 높인다. 일례로, Sym3 Y 매그넘을 AMAT의 또 다른 신규 솔루션인 '프로듀서 XP 파이오니어 CVD' 패터닝 필름과 결합 시, 라인 표면 거칠기를 25%가량 개선할 수 있는 것으로 나타났다. 해당 필름은 패턴 형태의 균일도를 높이는 데 기여한다. 현재 Sym3 Y 매그넘, 프로듀서 XP 파이오니어 CVD 패터닝 필름은 주요 고객사의 EUV D램 공정에서 활용되고 있다. 이외에도 AMAT는 첨단 전자빔(eBeam) 계측 시스템인 '아셀타'를 공개했다. 아셀타는 노이즈 발생이 두드러지는 초미세공정 회로 계측에서도 선명한 이미지를 구현해, 패턴이 얼마나 의도대로 구현됐는 지 파악할 수 있게 만들어 준다. 박광선 AMAT코리아 대표는 "최근 고객사들이 2나노, 1나노 등의 기술을 발표하고 있는데, EUV를 실제로 잘 구현하기 위해서는 여러 공정 기술이 필요하다"며 "AMAT는 10여년 전부터 이에 대응하기 위한 준비를 해 왔고, 매년 많은 투자를 해오고 있다"고 강조했다.

2024.04.04 14:24장경윤

韓 유진테크-日 코쿠사이 특허소송 쟁점은... '배치 ALD' 장비

일본 코쿠사이엘렉트릭이 국내 경쟁사 유진테크에 제기한 특허 소송에 업계의 이목이 쏠리고 있다. 이번 코쿠사이가 침해를 주장한 장비는 원자층증착(ALD) 장비로, 유진테크가 사업 영역을 적극 확장하고 있는 분야로 알려졌다. 14일 업계에 따르면 유진테크·코쿠사이 양사는 ALD 배치 장비와 관련해 특허 소송을 진행할 예정이다. 앞서 일본 반도체 장비기업 코쿠사이는 지난 5일 국내 경쟁사인 유진테크를 상대로 특허 침해소송을 제기했다. 당시 코쿠사이는 "기판처리장치 등에 관한 4건의 코쿠사이엘렉트릭 그룹 특허기술이 포함됐다"며 "소송 전에 지적재산권 침해 행위를 유진테크에게 알리고 원만하게 해결하려고 했으나, 여의치 않아 소송을 제기하게 됐다"고 주장했다. 이에 유진테크는 즉각 "경쟁 업체의 제소 근거가 무엇인지 아직 법원으로부터 소장을 송달받지 못해 파악하지 못했다"며 "법률기관으로부터 정확한 제소 근거 등에 대한 공문이 접수되는 즉시 해당 분야 전문가 대리인을 선임해 적극 대응할 예정"이라고 밝혔다. 업계에 따르면, 코쿠사이가 침해 행위를 제기한 특허는 한국 등록 기준 제101037961호, 제101969277호, 제102149644호, 제102472052호 등 4건이다. 특허 4건 모두 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법과 관련돼 있다. 반도체 증착 공정에서 사용되는 가스 공급 및 처리 방식이 주 골자다. 코쿠사이는 유진테크의 장비 중 'Harrier-L' 및 'Harrier-M'를 대표적인 특허 침해 제품으로 제시했다. 두 장비 모두 배치 ALD 장비에 해당한다. Harrier-L은 대량 제조에 특화된 장비며, Harrier-M은 증착 성능을 높인 미니 배치 ALD 장비다. ALD는 원자층을 한층씩 쌓아올려 박막을 형성하는 기술이다. 기존 증착 방식인 PVD(물리기상증착), CVD(화학기상증착) 대비 막을 더 얇게 만들 수 있어 선단 공정을 중심으로 수요가 늘어나고 있다. 동시에 ALD는 기존 방식 대비 생산성이 낮다는 단점이 있으나, 배치형 시스템으로 이러한 문제를 상쇄할 수 있다. 배치형은 50~150의 웨이퍼를 한 번에 처리하는 기술이다. 한 번에 웨이퍼를 1장씩 처리하는 싱글형보다 생산성이 높다. 업계에서는 ALD 배치 장비가 유진테크의 신성장동력인 만큼, 향후 회사가 적극적인 대응에 나설 것으로 내다보고 있다. 기존 CVD 및 플라즈마 분야에 주력해 온 유진테크는 지난 2021년 ALD 장비를 상용화하는 데 성공했다. 당시 삼성전자 메모리 공정에 ALD 장비를 대부분 공급하던 코쿠사이의 시장 점유율을 일부 흡수한 바 있다. 또한 최근에는 최선단 D램용 메탈 ALD 장비, 파운드리용 미니 배치 ALD 장비 등 사업 영역 확장을 추진해 왔다. 반도체 업계 관계자는 "유진테크가 ALD 시장 진입 당시 특허와 관련된 문제가 생길 수 있다는 판단 하에 많은 검토를 했던 것으로 안다"며 "향후 사업 전략에 큰 변수로 작용할 수 있어 회사에서도 면밀한 대응을 준비할 것"이라고 밝혔다.

2024.02.14 13:35장경윤