고압 수소로 결함을 잡는 기술이라, 반도체 개발에 관심 있는 동료와 함께 살펴볼 만해요.
웨이퍼 위 보호막, 수율의 핵심 기사 흐름과 주요 사실
반도체 제조의 핵심 공정 중 하나인 산화공정은 실리콘 웨이퍼 표면에 산소 또는 수증기를 반응시켜 나노 두께의 산화막을 형성하는 과정입니다. 이 막은 전류 누설을 방지하고 칩의 성능과 생산 수율을 좌우합니다. 주로 열산화 방식으로 진행되며, 건식 산화는 정밀도가 높아 첨단 미세공정에, 습식 산화는 형성 속도가 빠르고 두꺼운 막을 만들 수 있어 보호막으로 널리 쓰입니다.
공정 방식은 배치(Batch)와 급속 열처리(RTP)로 나뉘며, 각각 대량 생산과 정밀 제어에 적합합니다. 글로벌 시장에서는 일본 도쿄일렉트론과 미국 어플라이드머티어리얼즈가 주도하고 있으며, 국내 원익IPS도 RTP 분야에서 경쟁력을 갖추고 있습니다. 그러나 3나노 이하 초미세 공정 도입으로 기존 고온 공정의 한계가 나타나고 있습니다.
이러한 한계를 극복한 국내 기업 HPSP는 고압 수소 어닐링(HPA) 장비를 상용화했습니다. 낮은 온도에서 고압 수소를 이용해 웨이퍼 내 미세 결함을 안정화함으로써 수율을 극대화하는 기술입니다. 이 장비는 TSMC와 인텔의 공급망에 진입했으며, 2023년부터 2025년까지 영업이익률이 3년 연속 50%를 넘었습니다.
주요 사실
- 산화공정은 실리콘 웨이퍼 표면에 산화막을 형성해 누설 전류를 막고 칩 성능과 수율을 결정한다.
- 건식 산화는 정밀도가 높고 습식 산화는 형성 속도가 빠르며, 각각 첨단 공정과 보호막에 활용된다.
- HPSP는 고압 수소 어닐링(HPA) 장비를 상용화해 3나노 이하 공정의 열적 스트레스 문제를 해결했다.
- HPSP의 장비는 TSMC와 인텔의 공급망에 진입했으며, 2023~2025년 영업이익률이 3년 연속 50% 초과다.
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