국내 사파이어 잉곳 업계가 `초콜라스키(CZ) 공법` 도입에 박차를 가하고 있다. CZ 공법은 기존 공법보다 잉곳 성장속도가 빠르고 지름과 전체 크기도 커 생산성을 극대화 할 수 있다.
31일 업계에 따르면 국내 주요 사파이어 잉곳 업체는 CZ 공법으로 전환하고자 생산 장비를 도입해 개발에 착수했다. KCC와 OCI는 이미 생산 장비를 도입해 CZ 공법으로 제품 개발에 돌입했고 LG실트론·아즈텍·한솔테크닉스도 CZ공법 채택을 검토 중인 것으로 알려졌다.
업계가 CZ 공법 채택을 서두르는 이유는 6인치 이상 대구경 제품 생산을 위해서다. 중국 업체의 물량 공세로 2인치와 4인치 시장에서 가격 하락이 지속되자 국내 업계는 6인치 이상 대구경 시장에 뛰어드는 추세다.
CZ 공법은 실리콘 잉곳 생산에 사용됐던 공법을 일본 후쿠다연구소가 사파이어 가공에 응용해 개발한 기술이다. 현재 주로 사용되는 키로플러스(KY) 공법보다 성장 속도가 빠르고 결정 지름과 전체 크기도 크기 때문에 생산성이 좋다. 또 KY 공법은 만들어진 사파이어 결정을 원통형으로 재가공해야 하지만 CZ 공법은 처음부터 종 모양 결정으로 성장해 그대로 잘라 사용할 수 있다.
하지만 현재 주로 사용되는 키로플러스(KY) 공법은 잉곳 겉면과 중심의 온도 조절이 어려워 6인치 이상 대구경 제품 생산은 수율 확보가 어렵다. 반면에 CZ 공법은 잉곳이 웨이퍼 막대 모양으로 성장해 높은 수율을 확보할 수 있다.
그동안 CZ 공법은 잉곳 성장이 기술적으로 어려운 한계가 있었다. 업계의 또 다른 전문가는 “현재 해외의 사파이어 잉곳 업체가 CZ 공법으로 80~90% 수율을 확보했다”며 “6인치 제품 생산 기술을 개발하고 있어 곧 양산에 돌입할 전망”이라고 전했다. 현재 CZ 공법을 사용하고 있는 해외 업체는 미국 하니웰·일본 교세라 등이다.
CZ 공법은 비싼 생산장비 가격이 흠이다. CZ 공법은 사파이어 융해 온도인 1400℃를 견딜 수 있는 이리듐 도가니가 필요하다. 이리듐 도가니는 통상 KY 공법에서 사용하는 몰리브덴·텅스텐 도가니보다 10배 정도 비싸다.
업계 관계자는 “CZ 공법의 이리듐 도가니는 기본 가격은 높지만 장비 수명이 갑절 이상 길다”며 “생산성과 장비 수명으로 가격 경쟁력을 확보할 수 있을 것”이라고 설명했다.
윤희석기자 pioneer@etnews.com
