<시리즈> 변혁기 맞은 반도체 장비산업 분야별 신기술 점검 (1)

반도체 산업의 생명은 타이밍이다. 빠른 속도로 발전하는 선진 반도체 기술을 따라잡고 가장 적절한 시기에 제품을 내놓지 않고는 반도체 분야에서의 성공은 사실상 불가능하다는 얘기다. 반도체 제조 장비 분야 또한 마찬가지이다. 더욱이 이 분야는 최근 3백㎜ 웨이퍼 공정 기술과 국부 클린룸 설비의 도입, 그리고 클러스터 툴 컨트롤러(CTC) 기술의 급부상 등 새로운 기술 변혁의 시기를 맞고 있다. 차세대 반도체 장비 산업을 주도해 나갈 첨단 신기술의 최신 동향과 시장 상황을 7회에 걸쳐 분야별로 점검해 본다.

<편집자>

3백㎜(12인치)웨이퍼 공정 기술

3백㎜(12인치)웨이퍼 공정 기술의 도입은 반도체 소자는 물론 장비 및 재료 업체들에게 엄청난 기술적 파급 효과를 가져다 줄 주요 변수로 인식되고 있다.

국내 반도체 3사를 포함해 NEC, 히타치 등 일본 업체들과 인텔, TI, 모토롤러, 지멘스 등 미국 및 유럽 업체들 대부분이 향후 반도체시장을 이끌고 갈 3백㎜ 웨이퍼 시대에 대응, 최소한 후발업체로 처지지는 않는다는 전략 아래 파일럿라인의 건설과 함께 본격적인 양산라인 구축에 나서고 있는 상황이다.

이러한 세계 반도체업체들의 3백㎜ 라인 조기 구축 움직임에 대해 반도체 전문가들은 『향후 한층 치열해질 반도체 가격 싸움에서 승리하기 위해서는 제조원가 절감이 필수적인데 3백㎜ 웨이퍼의 경우 기존 2백㎜(8인치) 웨이퍼보다 단위당 2.25배 이상 칩을 더 생산할 수 있는 등 생산성 향상면에서 크게 유리하기 때문』으로 분석한다.

이에 따라 12인치 웨이퍼 프로세스 기술과 제조장비 및 재료의 규격 표준화를 위한 세계 반도체 업체들의 샅바싸움도 치열하다. 3백㎜ 웨이퍼 관련 장비시장 선점을 통해 세계 반도체 시장을 장악하려는 일본업체들과 이를 저지하려는 미국, 유럽 등 비(非)일본계 업체들의 세(勢)불리기식 컨소시엄 구축 경쟁이 갈수록 첨예화되고 있는 것.

국내 현대전자를 포함, 미국 및 유럽 지역 15개 반도체 업체가 공동 참여하는 「인터내셔널 세마테크 (International SEmiconductor MAnufacturing TECHnology )」와 NEC, 히다치, 도시바, 후지쯔 등 일본의 반도체업체들이 주도하는 「반도체첨단테크놀로지 (세리트)」가 대표적인 3백㎜ 웨이퍼 관련 기술 표준화 기구들이다.

이들 두 진영은 최근 3백㎜ 웨이퍼를 이용한 차세대 반도체 제조기술 규격을 공동 제정한다는데 합의는 등 외형적으로는 공동 보조의 모습을 보이고 있으나 내부적으로는 각국의 이해가 절대적으로 반영되는 쪽으로 표준을 제정하기 위해 치열한 주도권 싸움을 벌이고 있다.

이런 가운데 어플라이드머티리얼즈, 니콘, 노벨러스, ASML 등과 같은 세계 굴지의 반도체 장비 업체들이 차세대 3백㎜ 장비 시장을 겨냥, 베타 버전의 시험 장비를 최근 잇따라 선보임에 따라 이 시장은 이미 본격적인 경쟁체제에 접어들었다.

특히 세계 최대 반도체장비 업체인 어플라이드는 캘리포니아 산타클라라 지역에 리소그래피 공정과 화학적증착(CVD) 및 화학적기계적연마(CMP) 등 60여종 이상의 3백㎜ 웨이퍼 장비들로 구성된 파일럿 생산라인을 건설키로 했으며 한국의 천안 기술연구소와 대만의 신추, 일본의 나리타 지역에도 이들 3백㎜ 관련 연구 설비들을 도입할 예정이다.

스테퍼 생산 업체인 일본 니콘사도 세계 주요 반도체업체들의 본격적인 3백㎜ 웨이퍼공장 건설에 대응, 당초 99년 이후로 계획했던 3백㎜용 불화크립톤(KrF) 엑시머레이저 장비의 상품화 시기를 예정보다 1년 이상 앞당길 방침이며 네덜란드 스테퍼 업체인 ASML은 3백㎜ 용 DUV 스테퍼를 조만간 국내 한 소자업체 연구소에 공급할 예정인 것으로 알려졌다.

이와 함께 3백㎜ 웨이퍼 시대에 대비한 국내 반도체 장비 업체들의 발걸음도 빨라지고 있다.

한국DNS와 청송시스템이 각각 3백㎜ 웨이퍼용 웨트스테이션 및 다결정 실리콘 건식 에처를 제 3차년도 중기 거점기술개발사업(반도체장비국산화사업)의 하나로 삼성전자와 공동 개발중이다.

또한 화학적증착장비(CVD) 전문 생산업체인 주성엔지니어링과 아펙스는 각각 개발한 2백㎜ 웨이퍼용 저압화학증착장비(LPCVD) 및 유기금속화학증착장비(MOCVD)에 대한 3백㎜화 작업을 적극 추진, 상반기 내에 실제 양산용 장비를 선보일 계획이다.

국내 반도체 장비 업계 한 관계자는 『최근 일본 및 미국의 주요 반도체 업체들이 3백㎜ 웨이퍼용 파일럿 라인의 건설 시기를 계획보다 1∼2년씩 연기하는 등 3백㎜ 웨이퍼 시대의 도래가 예상보다는 다소 늦춰지고 있긴 하지만 3백㎜ 기술이 오는 2000년경에는 반도체 산업 전체를 이끌 표준으로 자리잡게 될 것이 확실하므로 국내 반도체 장비업체들의 신속한 대응이 요구되는 시점』이라고 강조한다.

<주상돈 기자>