동진쎄미켐, 액침 ArF 노광장비 입고… 자체 테스트 역량 확보

ArF용 포토레지스트 국내 점유율 확대 기대 [SEDEX 2019 전시 참가기업]

2019-09-25 이종준 기자

경기

국내 최초 포토레지스트(PR) 개발 소재업체 동진쎄미켐이 올해 경기 화성시 발안공장에 액침(Immersion) 불화아르곤(ArF) 노광장비를 들여놓으며 ArF PR 자체 테스트 역량을 확보했다. 세계 최대 메모리 반도체 업체에 ArF용 포토레지스트 신규 공급을 기대하고 있다. 1967년 발포제 사업으로 창업한 동진쎄미켐은 1990년 국내에서 처음 PR를 개발했다. 2013년부터 액침 ArF PR을 양산·공급하고 있다. ArF PR 양산에 있어, 기술력을 갖췄지만 품질관리에 대한 고객사의 우려를 반영해 올해 액침 ArF 노광장비를 입고했다. 그 동안은 해외에서 테스트를 외주 주는 방식으로 일해왔다. ArF 액침 노광은 현재 주류 첨단 반도체 공정이다. 차세대인 극자외선(EUV) 노광이 도입되긴 했지만 일부 최첨단 칩 생산에만 쓰여 전체에 비하면 아직 사용량은 미미한 편이다. 동진쎄미켐은 세계 2위 메모리 반도체 업체에 ArF 액침 PR를 공급하고 있다. 최대 메모리 반도체 업체는 일본 소재업체 여러 곳과 미국업체 1곳에서 ArF액침 PR를 조달하고 있는 것으로 알려졌다. 동진쎄미켐은 크립톤불화(KrF) PR를 공급하고 있다. 노광장비와 PR는 쌍으로 개선돼 왔다. 노광장비는 광원 파장에 따라 g-라인(436nm), h-라인(405nm), i-라인(365nm), 크립톤불화(KrF, 248nm), 아르곤불화(ArF, 193nm), 극자외선(EUV, 13.5nm)순으로 발전됐다. 파장이 짧은 빛을 써야 설계도가 새겨진 포토마스크를 지날때 빛의 회절을 줄일 수 있다. 보다 미세한 선폭 구현에는 더 짧은 파장의 빛이 요구된다. 액침 ArF 노광장비는 렌즈와 웨이퍼 사이를 공기가 아닌 고굴절률 액체를 채워 기존 드라이(Dry) ArF 장비보다 해상도(Resolution)를 높인 장비다. 광원의 파장과 환경(드라이, 액침)에 따라 그에 맞는 PR 개발이 필요하다. 동진쎄미켐은 국내 반도체용 신너(thinner) 점유율 1위 업체다. 신너는 기본적으로 PR을 제거하는 용액이다. 웨이퍼 가장자리에 붙은 PR을 없애는 EBR(Edge Bead Removal) 공정에 쓰인다. 또한 가장 바깥쪽 PR의 솟은 부분인 험프(hump)의 높이를 낮추는 역할도 한다. PR을 웨이퍼에 도포할때 스핀 코팅을 하게 되고 원심력에 의해 맨 가장자리에 포토레지스트가 더 두껍게 쌓이는 현상이 발생한다. 동진쎄미켐 관계자는 "자사 제품은 일반 신너에 비해 노광 공정에서 PR 사용량을 반으로 줄일 수 있다"고 말했다. 웨이퍼 위에 PR을 올리기 전 신너를 먼저 도포하는 RRC(Resist Reduced Coating) 공정을 통해 PR 양을 줄이게 된다. EBR 공정 때 쓰는 신너와 같은 물질이다. 텅스텐 CMP 슬러리 역시 동진쎄미켐의 대표 반도체 소재 가운데 하나다. 시장을 독점하던 미국 캐보트마이크로일렉트로닉스의 특허를 깨면서 점유율을 확대하고 있다. 동진쎄미켐은 올해 초부터 대만 반도체 업체에 텅스텐 CMP 슬러리 공급을 본격화했다. 동진쎄미켐 관계자는 "미국 업체와의 특허 이슈는 완벽히 해결됐다"고 했다. 증착이나 웨이퍼 패턴 형성후 필요 없는 부분을 갈아 없애는 평탄화(Chemical Mechanical Polishing) 공정은 CMP 패드에 고속으로 회전하는 웨이퍼를 접촉하는 물리적 방법과 CMP패드와 웨이퍼 사이에 화학용액을 흘리는 화학적 방법이 동시에 사용된다. 이때 사용되는 화학용액을 CMP 슬러리라고 부른다. 평탄화 대상에 따라 사용되는 CMP 슬러리 종류도 달라진다. 텅스텐 CMP 슬러리는 텅스텐을 갈아낼 때 쓰는 슬러리다. 산화막을 갈아내는 슬러리보다 구리나 텅스텐 등 금속 증착물을 평탄화하는 슬러리의 기술 장벽이 더 높다.