"반도체 경쟁력, 재료 품질과 직결..공급 등 다양한 변수 고려해야"

김윤호 삼성전자 파운드리사업부 소재기술 그룹장 SMC 2021 발표
공정 미세화 따라 작은 변수도 영향↑..적용 가능한 재료 선택폭 줄어
업계 급변에도 화학분석 분야 정체..다양한 연구개발 등 개선 노력 필요

삼성전자 직원들이 클린룸 반도체 생산라인 사이를 걸어가고 있는 모습.(자료사진)ⓒ삼성전자

반도체 경쟁력을 유지하기 위해서는 재료 품질 관리가 무엇보다 중요하다는 주장이 제기됐다. 공정이 점점 미세화됨에 따라 자연분해와 같은 작은 변수에도 반도체 품질에 지대한 영향을 미칠 수 있는 만큼 공급과 화학 분석 측면에서 개선 노력이 필요하다는 지적이다.

김윤호 삼성전자 파운드리사업부 소재기술 그룹장은 12일 온라인으로 진행된 전자재료 컨퍼런스 ‘SMC 코리아 2021’에 연사로 나서 “현재 시장은 더 많고 좋은 칩을 요구한다”며 “이처럼 기술이 극한으로 갈수록 보이지 않던 부분이 반도체 품질에 영향을 끼칠 수 있다”고 강조했다.

이어 “디바이스 공정이 3나노미터(nm·1nm는10억분의1m), 5나노 등 다양한 상황”이라며 “IBM에서 2나노 피치의 디바이스도 성공했다고 하는데 이런 상황에서는 3년, 5년 후 미래를 아무도 예상하지 못한다”고 설명했다.

김 그룹장은 현재 반도체 업계가 빠르게 발전하는 와중에도 재료 품질과 직결될 수 있는 화학 분석(케미컬 아날리시스) 분야는 정체돼 있다고 진단했다.

그는 “상대적으로 칩 메이커(제조업체) 등 고객들이 느끼는 케미컬 아닐리시스는 정체에 가깝다”며 “이는 진지하게 생각해볼 부분”이라고 지적했다.

이어 “(공정 미세화에 따라) 디바이스에 적용할 수 있는 재료 폭이 줄어들고 있다”며 “새롭게 찾을 수 있는 방법을 다양한 부분에서 연구할 때가 왔다고 생각한다”고 덧붙였다.

김 그룹장은 반도체 품질 평가의 범위를 공급 측면에서도 관리해야 한다고 강조했다. 최근 발생한 반도체 수급난 처럼 공급 이슈 발생시 품질에도 적지않은 영향을 미칠 수 있다는 설명이다.

그는 “원재료 수급부터 시작해 고객들이 요구하는 물량들이 많아지고 있는 상황에서 공급 역시 품질 평가의 기준이라고 생각한다”며 “시간에 쫒기거나 양을 못 맞췄을 경우 (품질의) 위험부담을 안고 (생산하는) 최악의 상황이 발생할 수 있기 때문”이라고 말했다.

이어 “특히 칩 메이커까지 보면 수급량과 천재지변으로 인한 공장 중단 등 환경적 요인 뿐만 아니라 (미·중 무역갈등과 같은) 정치적 상황까지 고려해야 되는 상황”이라며 “재료에 대한 공급 대처를 위해 미리 움직이고 조치하는 계획이 있어야 된다”고 강조했다.

김 그룹장은 이를 해결 하기 위해서는 “업계에서 이를 위해 제조혁신과 운송, 분석 등 모든 부분에 대해서 새로운 개념을 논의할 필요가 있다”고 제언했다.

한편 올해로 6회째를 맞은 반도체 재료 전문 컨퍼런스 'SMC 코리아'는 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 확산에 따른 사회적 거리두기 조치에 따라 온라인으로 진행된다.

오는 18일까지 라이브세션과 주문형 영상(VOD) 형식으로 진행되며 반도체 산업의 주요 이슈인 극자외선(EUV)·패키징·파운드리(반도체 위탁생산) 등의 측면에서 바라본 재료혁신에 대한 19개의 글로벌 선도 기업의 발표가 이뤄진다.

이날 라이브세션에서는 김 그룹장 외에 강현구 SK하이닉스 소재개발팀 박사가 연사로 나서 화학기계적연마(CMP·Chemical Mechanical Polishing) 및 클리닝 프로세스에 있어서 재료 개발에 대한 발표를 진행했다.

데일리안 이건엄 기자 (lku@dailian.co.kr)