CMP 공정 평탄화 효율은 30% 개선
3M이 화학적기계연마(CMP) 패드 시장 점유율 확대에 나선다. 경쟁사 제품 대비 뛰어난 평탄화 효율, 수명 등을 바탕으로 3년내 CMP 패드 매출을 300% 늘리겠다는 계획이다.
양용석 한국3M 전자재료사업팀 팀장은 지난 9일 열린 '3M CTC 투어'에서 "(선단 공정의 경우 트랜지스터가) 나노스케일로 가고 있는데, (경쟁사 CMP 패드의 경우) 웨이퍼 표면에 닿았을 때 (결과값이) 예측하기 어렵다"며 "3M은 CMP 패드에 돌기(Engineered asperities)와 오픈 포어(Pores)를 통해 전체 웨이퍼에 동일한 접촉 면적과 환경을 제공한다"고 자신했다.
CMP는 요철이나 굴곡이 발생한 웨이퍼 박막 표면을 연마해 평탄화하는 공정을 뜻한다. 현재 반도체 완제품을 만들기까지 최소 20회에서 40회 사이의 CMP 공정이 필요하다. CMP 패드와 CMP 슬러리는 이 공정에서 일종의 사포와 연마제 역할을 하는 제품이다.
3M은 CMP 패드 시장의 후발 주자다. 지난 2018년에야 CMP 패드(트라이젝)를 개발 및 출시했다. 현재 글로벌 CMP 패드 시장은 듀폰이 과점하고 있으며, SK엔펄스가 관계회사(SK하이닉스) 매출을 바탕으로 빠르게 성장하고 있다. 3M은 이러한 CMP 패드 시장을 균열내기 위해 미세복제기술(Micro-Replicated)을 적용한 CMP 패드를 개발했다. 3M의 CMP 패드는 엔지니어링된 기공 및 돌기 구조를 가지고 있어, CMP 공정 시 동일한 환경을 제공한다. 3M 관계자는 이 제품을 통해 "3년 내 CMP 패드 매출만 300% 늘어날 것"이라고 내다봤다.
양 팀장은 "경쟁사의 CMP 패드는 돌기들을 유지하기 위해 다이아몬드 디스크로 (CMP 패드를) 지속적으로 갈아줘야한다"며 "그렇다 보니 (3M CMP 패드와 다르게) 표면이 계속 변한다"고 설명했다. 이어 "3M CMP 패드는 제품의 시작부터 끝까지 동일한 표면적이 유지된다"고 덧붙였다. 표면적 특성 등을 이유로 3M CMP 패드는 균일한 CMP 사용이 필요한 10nm 이하 미세 공정 중심으로 적용될 것으로 보인다.
3M CMP 패드가 기공 및 돌기 구조를 가지는 것은 제조 방법의 차이 때문이다. 기존 CMP 패드는 폴리우레탄을 발포하는 방식으로 만들어진다. 반면 3M은 미세복제기술과 표면처리 몰딩 기술을 적용해 미세하고, 예측 가능한 패턴의 CMP 패드를 개발했다. 3M 관계자는 "3M CMP 패드는 경쟁사 제품과 비교해 평탄화 효율이 30% 개선됐다"며 "수명은 사용환경에 따라 다르지만 최대 1.5배에서 2배 늘어났다"고 강조했다.
한국3M은 고객사 확보 등을 위해 기술연구소에 CMP 테스트 장비도 설치했다. 장비 및 시스템 구축에는 30억원 가량 금액이 들었다. 양 팀장은 "한국이 미국 본사 다음으로 CMP 테스트 수요가 많다"며 "테스트 수요에 대응하기 위해 장비를 추가로 확충할 계획"이라고 귀띔했다.
디일렉=노태민 기자 [email protected]
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