"한치오차 없다" 소부장 핵심장비 최종점검

반도체 시험 핵심 ArF스캐너 등
장비 10종 테스트 이달 마무리
2분기 국내 소부장 기업 대상
본격 서비스 '카운트다운' 돌입

대전 나노종합기술원 1층에 구축된 '12인치 반도체 테스트베드'의 핵심 장비인 'ArF 이머전 스캐너'와 'Track(트랙)'장비로, 반도체 핵심 소재인 포토레지스트(감광제) 성능 평가에 쓰인다.

대전 나노종합기술원 2층 팹 시설에 구축된 '12인치 반도체 테스트 베드'. 증착장비 등 5종의 장비가 설치, 2분기 본격 서비스를 앞두고 있다.

나노종합기술원이 '12인치 반도체 테스트 베드'를 활용해 시제품으로 만든 40나노미터급 웨이퍼. 이달 중 장비 셋업을 모두 마치고, 2분기 본격 서비스에 들어간다.

지난 8일 대전 유성구 KAIST 내 나노종합기술원 1층 팹(Fab)에서, 하얀색 방진복을 입은 엔지니어들이 커다란 장비를 꼼꼼히 들여보고 있었다. 정부가 일본 수출규제 이후 소재·부품·장비 기술 자립 강화를 위해 추진하고 있는 '12인치 반도체 테스트 베드' 서비스를 앞두고 막바지 장비 점검에 구슬땀을 흘리고 있었다.

특히 반도체 테스트 베드의 핵심 장비로 'ArF(불화아르곤) 이머전 스캐너'와 '트랙(Track)' 등 두 종은 우여곡절 끝에 지난 7월 나노종합기술원에 반입돼 본격적인 장비 설치와 안정화 작업, 성능 테스트 등의 과정을 거쳐 이 달 중 마무리가 끝난다.

이 가운데 반도체 핵심 소재인 감광제(포토레지스트)를 평가하는 ArF 이머전 스캐너는 대당 1000억원에 달하는 고가의 장비일 뿐만 아니라, 반도체 업계의 '슈퍼갑'인 네덜란드 ASML이 독점 생산하고 있어 전 세계적으로 장비 확보가 쉽지 않다.

나노종기원은 국내 대기업의 도움을 받아 양산 라인에서 사용하던 중고 장비를 200억원에 구매해 들여왔다. 현재 이 장비는 SK머터리얼즈퍼포먼스와 영창케미컬, 동진세미켐 등 국내 반도체 소재 기업이 개발한 감광제를 포함한 반도체 소재 성능 평가에 우선적으로 활용될 예정이다.

감광제를 웨이퍼에 고르게 도포하거나 제거할 때 쓰이는 '트랙장비' 역시 ArF 이머전 스캐너 장비와 함께 감광제 성능 평가에 필수적인 장비로, 일본에서 반입됐다. 두 장비는 시간당 150장의 40나노미터(㎚)급 패턴 웨이퍼의 성능 평가를 수행할 수 있다. 특히 업그레이드를 하면 최대 250장까지 늘려 패턴을 제작할 수 있다.

양준모 나노종기원 본부장은 "두 장비가 12인치 반도체 테스트 베드의 메인 장비이자 반도체 패터닝 장비로, 특성상 미세한 진동에 영향을 받기 때문에 1층에 구축됐다"며 "국내 반도체 소재 기업들은 해외에 소재를 맡겨 성능 평가를 하는 등 비용과 시간 측면에서 어려움이 컸기 때문에 벌써부터 국내 반도체 소재 기업들로부터 문의가 이어지는 등 평가 서비스에 상당히 관심이 높다"고 설명했다.

이곳에서 성공적으로 평가를 마친 감광제 등 국산 반도체 소재는 삼성전자나 SK하이닉스반도체 등 국내 반도체 기업 뿐만 아니라, 해외 반도체 기업의 양산 테스트를 거쳐 실제 공정에 투입된다.

2층으로 올라가자 패턴과 웨이퍼 제작에 필요한 세정장비, 증착장비, 산화막형성장비, 두께측정장비 등 5종이 새롭게 설치돼 있었다. 그 옆으로는 나노종기원이 수행하고 있던 8인치 반도체 테스트 장비들이 최근 수요가 급증하고 있는 사물인터넷(IoT) 관련 센서 개발을 위한 공정장비가 작동하고 있었다. 나노종기원은 과기정통부, 산업부, 반도체협회 등과 협업을 통해 국내 우수 소·부·장 기업을 발굴해 성능평가와 패턴 웨이퍼 공급 등을 지원할 계획이다. 중장기적으로는 20㎚급 패턴 공정기술 수요가 늘어남에 따라 이를 지원하는 9종의 공정장비를 추가로 도입해 20㎚급 패턴 웨이퍼 제작과 EUV(극자외선) 감광제 평가 등을 도울 예정이다.

이조원 나노종기원장은 "2025년까지 반도체 테스트 베드 장비를 순차적으로 구축해 반도체 소재부품장비의 양산기술과 미래 핵심 신소재, 신공정기술 개발을 적극 지원해 나가겠다"며 "이를 계기로 국내 소·부·장 기업의 기술 경쟁력 강화와 국산화 지원을 한층 가속화할 계획"이라고 말했다.

대전/글·사진=이준기기자 bongchu@dt.co.kr