ALD 증착 장비도 ‘분야별’ 커스터마이징 가능
ALD 증착 장비도 ‘분야별’ 커스터마이징 가능
  • 김하늬 기자
  • 승인 2020.11.09 09:45
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[공학저널 김하늬 기자] 반도체 증착 공정 시 보호막의 얇은 두께와 신뢰성을 동시에 만족시키는 ALD(Atomic Layer Deposition·원자층박막증착) 기법이 최근 다양한 분야에서 주목받고 있다.

ALD는 원자 단위로 미세하게 막을 형성한다. 기존 증착장비보다 극자외선(EUV) 공정에 최적화된 기술로 평가받고 있어, 반도체와 함께 마이크로 OLED 등 차세대 디스플레이를 위한 기술로도 각광받고 있는 추세다.

마이크로 OLED는 가상현실(VR) 증강현실(AR)용 초소형 OLED로 매우 얇은 증착 공정이 필수적이다. 태양광 전지 또한 지난 2012년부터 관련 공법이 적용되고 있으며, 최근 들어 바이오, 에너지, 각종 마이크로 디바이스 등 분야에서 주목도가 높아지고 있다.

흡착방식을 적용하는 ALD는 단차피복성(Step Coverage)이 거의 없을 뿐 아니라, 막 내부에 형성되는 Void나 표면에 직경이 극히 작게 뚫리는 핀홀(Pinhole)도 거의 없다는 장점이 있다.

하지만, ALD는 주로 반도체에 사용됐기 때문에 이에 대한 전문 장비가 존재하지만 새롭게 ALD 기술이 필요한 산업에는 마땅한 장비 마련이 어려운 상황이었다.

이러한 상황에서 국내 ALD 증착 장비 산업의 강자 중 하나로 손꼽히는 ㈜씨엔원의 ALD 장비는 차별화된 특징으로 국내외로 주목을 받고 있다.

바로 다양한 분야에 따라 ALD 장비의 커스터마이징이 가능한 기술력을 갖추고 있기 때문이다.

씨엔원 ALD 장비의 핵심은 재료를 고르게 분사하는 장치인 샤워헤드의 성능을 한층 높이고 보다 균일하게 박막을 형성할 수 있게끔 공정과정을 용이하게 제어할 수 있도록 장비를 설계했다는 점에 있다.

샘플 제작과 테스트 등을 진행하는 데모설비에서 역시 하드웨어뿐 아니라 소프트웨어도 독자 기술로 자체 제작하고 있다.

이뿐만 아니다. 소프트웨어 기술을 통해 모든 데이터를 축적하고, 장비가 제대로 돌아가지 않거나 안전상 문제가 생겼을 때 신호를 주기도 한다. 또 메모리 반도체나 CPU, 시스템 반도체 같은 칩을 만들 때 두께가 어느 정도인지, 물질이 고르게 입혀졌는지 등이 모두 확인 가능하다.

씨엔원은 이를 기반으로 분야에 알맞은 설계를 통해 맞춤형 ALD 장비를 제공하고 있다. 이를 증빙하듯 씨엔원은 10여년 간 분야별 관련 주요 장비들을 꾸준히 출시했다. 지난 2009년부터 ‘아토믹 프리미엄’과 ‘아토믹 클래식’을 출시한 데 이어 2012년에는 ‘아토믹 쉘’을, 2015년에는 ‘아토믹 베이직’을, 지난해에는 ‘아토믹 메가’를 출시한 것이다.

기술력을 바탕으로 한 씨엔원의 ‘리피트오더(Repeat Order)’수치는 매우 높게 나타내고 있다. 보통 R&D 장비는 여러 기업의 장비를 주문해 사용하는 경우가 대부분이지만 씨엔원 증착장비의 경우 뛰어난 기술력과 장비의 우수성을 인정받아 단발 수주에 그치지 않고 리피트오더로 이어지고 있는 것이다.

끊임없는 R&D를 요구하는 반도체 분야에서 나날이 성장을 거듭한 씨엔원은 다양한 분야 레퍼런스 구축은 물론 국내 주요대학과 국가연구소에서 필요로 하는 연구개발용 ALD 장비를 개발, 제품의 우수성을 인정받고 있다.

현재 미국, 일본, 싱가포르 등 해외시장에도 진출, 세계적으로도 경쟁력을 갖추고 있는 씨엔원은 글로벌 최대 반도체 장비 기업인 어플라이드머티어리얼즈에 총 7대의 ALD 시험 장비를 공급하는 성과를 낳기도 했다.

이외에도 일본 에어리퀴드(Air Liquide Japan Ltd) 등에 수출한 연구개발 ALD 장비 모두 리피트오더에 의해 수출되고 있는 상황이다.

특히 씨엔원은 장비 개발에 있어 부품은 대부분 국산 부품을 사용하고 있다. 반도체 생산의 모든 공정이 이뤄지는 프로세스 챔버는 최근까지 밸브나 가스 플로, 진공 측정 센서 등의 부품을 수입에 의존해 왔다. 특히 일본산 부품이 10~20%를 차지했는데, 지난해 무역 갈등을 계기로 씨엔원은 국산화를 모색했다.

씨엔원 정재학 대표이사(사진)는 “최근 ALD가 주목받기 시작했지만 불과 몇 년 전까지만 해도 ALD 장비 산업은 큰 주목을 받지 못했다. 그럼에도 ALD 장비 연구개발에 매진한 결과 지금의 자리에 오르게 됐다”며 “끊임없는 연구개발을 필요로 하는 반도체, 디스플레이, 나노 분야 등의 첨단산업에서 고객이 요구하는 장비·공정 개발에 신속히 대응하고자 기술 개발·혁신에 끊임없이 매진하고 있다”고 설명했다.

씨엔원은 향후 국내에서 입지를 견고히 다지는 한편 글로벌 역량을 키워 ALD 분야 최고의 기업을 목표로 연구·개발을 꾸준히 수행할 계획이다.

이를 위해 최근 씨엔원은 150억 원을 투자해 본사와 제조공장, 연구소를 용인으로 이전하고 자회사인 ㈜알버트를 신설할 계획을 밝히기도 했다.

정 대표는 “가장 중요하게 생각하는 경영가치는 ‘끊임없는 도전’”이라며 “지속적으로 혁신 기술을 개발해 박막 증착 장비 시장을 선도하는 기업이 되는 게 목표”라고 전했다.


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