[iR52 장영실상] 독자기술로 반도체웨이퍼 표면 매끄럽게

에스케이엔펄스 'CMP 패드'

윤종욱 매니저, 서장원 팀장, 문수영 사원

반도체 8대 공정 중 CMP(Chemical Mechanical Polishing·반도체 웨이퍼 평탄화) 공정에 사용되는 핵심 소재인 CMP 패드(Pad)를 개발한 에스케이엔펄스가 제18주 차 IR52 장영실상을 수상했다. 해당 제품은 CMP 공정 중 슬러리와 함께 화학적·기계적 연마 기능을 수행하며 이를 통해 와이퍼 표면을 고르게 평탄화한다.

이전까지 국내 CMP 패드 시장은 수입 제품 사용 비율이 높았고, 그중에서도 특정 외국 기업 제품이 압도적인 시장점유율을 보였다. 독점 구조로 시장 피로도가 높아진 상황에서 주요 소재인 폴리우레탄 기술이 있는 에스케이엔펄스는 고객사 요구와 회사 내부적인 사업 확장 방향성을 충족하기 위해 해당 시장에 진출했다.

개발 과정에서는 고객사의 공정 변화를 최소화하면서 성능 수준을 기존 제품 이상으로 구현하는 것이 최대 난관이었다.

특히 실제 반도체 공정에서는 많은 변수가 존재하고 성능이 좋은 최신 분석 장비를 사용하기 때문에 그 결과를 예단하기가 쉽지 않아 상당한 어려움이 있었다. 에스케이엔펄스는 이를 극복하기 위해 기성품이 아닌 자체적인 폴리우레탄 조성 기술을 활용해 고객사의 공정별 요구에 최적화된 패드를 개발했다. 기존과 다른 방식의 접근도 이뤄졌다. 고상 방식, 액상 방식, 기상 방식 등 보유하고 있는 기공 조절 기술을 활용해 슬러리를 효율적으로 포집할 수 있는 기공 구조 또한 기존 형태와 차별화된 방향으로 설계했다. 생산 구조도 대량 생산에 적합한 케이크 방식 대신 제품 품질 관리에 더 집중할 수 있는 시트 방식으로 전환 개발했다.

에스케이엔펄스의 CMP 패드는 공정에 따라 10%가량의 연마 속도 향상과 10%가량의 사용 시간 연장 등 기존 제품 대비 우수한 경쟁력을 보여주고 있다. 해당 제품은 국내 소재 3개사에서 적용 중이다. 또 국내 및 해외 주요 업체에서 제품 평가를 진행 중이다. 2030년 3000억원 규모의 매출 확대를 목표로 제품 개발 및 생산라인 증대를 계획하고 있다.

향후 에스케이엔펄스는 7㎚, 3㎚, 2㎚ 등 선진화된 반도체 공정에 적용할 수 있는 패드 개발에 집중하는 것과 함께 CMP 패드에서도 환경 친화적인 기술을 선보이는 게 목표다. 반도체 성능 향상에 대한 기여와 함께 환경에도 연구개발의 초점을 맞춘다는 계획이다.

주최 : 과학기술정보통신부

주관 : 매일경제신문사 한국산업기술진흥협회

[강민호 기자]