반도체 전공정 장비 주목하는 이유

반도체 업황 회복기 투자 최우선 순위를 갖는 것은 전공정 장비 기업

전공정 장비 생산 리드 타임은 6개월 이상으로 매우 길기 때문이다.

전공정 장비 기업들의 매출 회복 시점은 반도체 생산 업체들보다 선행

공정 난이도 상승으로 자연적 장비 사용량 증가, 장비 가액 증가

▶ ALD

DRAM 캐패시터나 3D NAND 셀의 종횡비가 상승으로

좁고 깊은 형태의 종횡비가 높은 소자 내외부에

균일하게 박막을 증착하는 것이 매우 어려워졌다.

ALD 방식은 기존 증착 방식 대비

얇으면서도 균일하게 증착할 수 있다.

CVD 공정 대비 상대적으로 낮은 증착 온도 때문에 소자의 열손상을 최소화할 수 있다.

ALD 장비는 22년 기준,

네덜란드 회사인 ASM International이 글로벌 시장점유율 48%로 1위를 차지

주성엔지니어링 8%, 유진테크 2%

주성 엔지니어링은 DRAM Capacitor High-K 증착용으로 SK하이닉스에 ALD 장비를 공급

유진테크는 고쿠사이 등 일본 기업이 독점 공급하던 Batch type ALD 장비 개발에 성공해 양산 공급

▶ 어닐링 장비

부도체인 실리콘을 반도체로 만들기 위해 이온 주입 고정 진행

이온 주입으로 실리콘 계면의 공유 결합이 깨지는 계면 결함 발생

계면 결함을 치유하기 위해 어닐링 공정 진행

High-K 물질을 게이트 옥사이드에 적용하면서

게이트가 메탈 게이트로 변하게 되었는데,

고온으로 어닐링할 경우 메탈이 녹는 문제가 발생하면서

저온 고압 수소 어닐링 장비 수요가 높아지고 있다.

웨이퍼 내부로 직접 고압 수소를 투입함으로써 계면 결함을 개선하는 방식

고압 수소를 사용하기 때문에 400도 이하의 저온으로 공정 진행 가능

고압 수소 어닐링 장비는 HPSP가 글로벌 독점으로 개발해 공급

▶ Dry strip & New hard mask strip

EUV 도입은 PR(포토 레지스트)의 변화를 가져오고 있다.

무기물 PR 도입 시작

무기물 PR은 유기물 대비 작은 금속 입자 기반으로

EUV 흡수율이 높으며, 내식각성이 강해 유기물 PR보다 얇게 도포할 수 있다.

무기물 PR이 도입되면서 기존 막질 대비

가혹한 공정 환경을 견딜 수 있도록 물성이 단단한 막질로 변화고 있다.

PR에 더해 Hard mask, new Hard mask라는 추가적 막질 사용

PR이 무너져도 Hard mask를 통해 패턴을 완성할 수 있기 때문

기존 Hard mask에 붕소를 추가해 좀 더 단단 막질을 형성한 것이 new Hard mask

Hard mask도 버티지 못하는 환경에서 new Hard mask 사용

공정 환경이 가혹화되며 막질이 단단한 성질로 변화하고 제거 장비도 이에 맞추어 변화

기존 Dry strip 장비로 제거

new Hard mask strip이라는 좀 더 단단한 막질에 특화된 장비를 사용하기도 한다.

3D NAND 적층 단수 상향으로 Dry strup 장비 사용량 증가 전망

Dry strip의 경우 피에스케이가 글로벌 점유율 38%~40%로 1위