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Nov 10. 2022
반도체의 미래 EUV(3편)
EUV PR 국산화 - 동진세미켐
EUV 펠리클 관련 2편 FST에 이어 오늘은 반도체 EUV용 PR국산화에 성공한 동진쎄미켐에 대해 이야기하도록 하겠습니다.
개인적으로 공부한다는 입장에서 작성한 것이니 부족함이 많을 것으로 생각됩니다. 댓글을 통해 저의 부족함에 대해 이야기해주신다면 감사하겠습니다.
동진쎄미켐
동진 쎄미켐은 건설 재료인 PVC 및 고무 발포제를(1967년) 시작으로 LCD 재료 및 반도체 PR, Wet Chemical(박리, 식각, 세척)등의 고부가 가치 사업으로 변화 / 성장하고 있습니다.
주목해야 할 점은 반도체 EUV용 PR을 국산화하여 삼성에 납품 중이라는 것입니다.
여기서 TFT(Thin Film Transistor)라는 것은 디스플레이의 액정 표시 방식 중의 하나로 액정 화소 하나하나에 반도체 스위치를 붙여 표시를 제어하는 방식으로 기존 DSTN방식에 비해 반응 속도가 빠르고 색이 선명하며 시야각이 넓다는 장점이 있지만 제조비용이 훨씬 비싸다는 것입니다.
최근 2차 전지 분야에 집중 투자 중으로 CNT도전재(탄소 나노튜브)와 실리콘 음극재 개발에 힘쓰고 있습니다.
여기서 CNT도전재는 2차 전지에서 음극재와 양극재에 모두 들어가는 핵심 소재로 기존의 카본블랙 대비 사용량은 30% 줄여주는 대신 10% 도전성이 향상되는 특장점을 가지고 있어 전도도를 높이기 위해 활용되는 소재로 연평균 높은(40%) 성장을 예상할 정도로 매우 주목받고 있는 소재입니다. 여기서 도전재의 사용량이 줄어든다는 것은 상대적으로 이차전지 내에 활물질(양/음극재)의 사용량이 늘어 결론적으론 더 많은 배터리 용량의 향상을 기대해 볼 수 있다는 점에서 매우 고무적이라 할 수 있다. 특히 실리콘 음극재가 가지고 있는 팽창에 관한 문제점을 CNT도전재가 억제하는 것으로 알려졌습니다. 여기서의 핵심은 CNT를 균일하게 분산하는 기술로 동진쎄미켐은 관련 특허를 가지고 있습니다.(오늘의 주제와 벗어날 수 있기에 자세한 부분은 각자 더 알아보세요~)
그렇다면 동진쎄미켐에서 국산화에 성공한 EUV용 PR(Photoresist)에 대해서 알아보겠습니다.
포토레지스트(PR)는 감광액이라고도 불립니다.
본격적인 노광공정에 앞서 웨이퍼에 원활한 식각이나 증착 등을 위해 잘 현상될 수 있도록 얇게 도포해주는 액체 형태의 고분자 물질을 말합니다.
이때 얇고 균일하게 도포하는 것이 중요해서 일반적으로 스핀온 코팅(Spin on coating) 방식으로 도포해줍니다
PR은 여러 가지 특성을 지닌 화합물(폴리머)의 집약체로 다양한 소재, 즉 다양한 특성을 지닌 소재의 종류와 배합이 중요한 핵심이라 할 수 있습니다
위의 세 가지 요소는 0에 가까울수록 좋다일반적으로 노광공정(포토리소그래피)의 성능 지표로는 1. 해상도(R)- 얼마나 얇은 선폭으로 그릴 수 있느냐, 획득할 수 있는 패턴의 최소 선폭을 의미합니다. 2. LER(패턴 거칠기) 얼마나 깔끔하고 정확하게 패턴 형성이 재현되었는가 3. 감도(S)는 수익성과 관련된 부분으로 포토레지스트 패턴을 형성하는데 소요되는 빛 에너지를 이야기합니다. 이 3가지 요소는 0에 가까울수록 좋은 것이라고 얘기하며, 일반적으로 EUV광자가 ArF(DUV) 광자보다 훨씬 많은 에너지를 가지고 있기에 EUV가 감도, 즉 생산성(수익성)에 있어서 상대적으로 유리하다고 할 수 있습니다.
하지만 앞서 말한 포토리소그래피의 성능 지표에 있어서 EUV에 있어선 세 가지를 모두 충족하기에는 어려움이 있습니다. 위의 자료 사진에서 보듯이 기존 DUV에서 와는 다르게 EUV 리소그래피에 있어 LER을 낮추기(향상하기) 위해선, 더 많은 수의 EUV 광자(에너지)를 투입해야 하기에 감도(S)는 높아집니다.(안 좋아진다) 그렇다고 DUV 광자(ArF)를 사용하면 LER은 낮아질 수 있으나, R(해상도)와 S(감도)에 있어 EUV와는 상대적으로 좋지 않은 결과를 얻기 쉬워집니다.
즉, 위의 세 가지 요소가 모두 좋기에는 많은 어려움을 따르게 되는데 이것을 EUV 리소그래피의 딜레마라 합니다.
주담 통화(최 OO 담당자)
1. 제품과 상품의 차이는 무엇입니까?
상품은 동진쎄미켐 본사에서 서한 동진으로 납품을 하고 이 서한 동진이 삼성에 다시 납품하는 구조이고
반면 제품은 동진쎄미켐 본사에서 직접 삼성에 납품한 물량을 의미합니다.
2. 2차 전지 관련 현재 국내 기업 중 나노 신소재만이 음극재 CNT기술을 가지고 있는 것으로 알려졌습니다.
CNT도전재와 실리콘 음극재 개발 진척은 얼마나 되었나요? 음극재 CNT가 더 어려운 것으로 알고 있습니다. 혹시 관계사 등의 요청이나 로드맵 같은 것이 있을까요?
-음극재 CNT 관련해서는 아직 연구 중에 있고, 공개할 만한 관련 요청이나 로드맵은 없습니다. 그러나 양극재 CNT 관련해서는 스웨덴 공장이 완공되어 4분기부터는 매출이 잡힐 것으로 생각됩니다.
5. 불경기에도 매출이 꾸준히 향상되는 것이 고무적인 것으로 생각되는데 4분기 실적 전망은 어떻게 보시는가요 만약 악재와 호재가 있다면?
- 현재 주 단위로 고객사의 요청에 따라 생산을 하는 시스템으로 4분기 매출을 예상하기에는 아직은 이르지만 10월까지의 매출은 양호한 흐름입니다.
위, 비등방성(UnderCut)과 무너짐(눕는 현상)
여기서 down-scaling의 의미는 규모가 작아진다. 즉 크기가 작아진다 정도의 의미로 생각하시면 될 듯싶습니다.
차후에 이야기하겠지만, 반도체의 미세화에 따라 레지스트의 패턴 또한 미세화가 진행됨에 따라 해상도의 문제와 레지스트 패턴의 붕괴에 대한 문제가 야기되고 있다(이러한 레지스트 패턴의 붕괴를 막기 위해 EUV린스가 필요한 것이다(영창 케미컬)
마지막으로 이 글은 투자에 도움이 되기 위한 참고 내용이지 종목을 추천하기 위한 것이 아닙니다, 투자의 책임은 전적으로 본인에게 있다는 점 명심하시기 바랍니다.
