반도체 디스플레이 장비 재료 전문기업 케이씨텍이 세정 분야에선 초 고부가가치 선진 장비로 평가받는 초임계(超臨界) 기술 상용화를 위해 SK하이닉스와 공동 연구개발(R&D) 작업을 하고 있는 것으로 본지 취재 결과 확인됐다. 해당 R&D 프로젝트는 이미 8부 능선을 넘어 '완료'를 목전에 두고 있는 것으로 전해졌다.
SK하이닉스는 해당 장비를 일본 도쿄일렉트론(TEL)으로부터만 조달해왔다. 상용화에 성공하면 케이씨텍은 고부가 세정 장비군이 신규 매출원으로 들어오고, SK하이닉스는 조달 안정성을 높일 수 있을 것으로 관측된다.
8일 업계에 따르면 SK하이닉스는 올해 초부터 케이씨텍 초임계 세정 장비 데모 버전을 D램 양산 라인에서 평가하고 있는 것으로 전해졌다. 이르면 올해 내 평가를 통과할 것으로 업계는 예상하고 있다. 물론 고난도 공정 기술인 만큼 통과 시일이 더 걸릴 가능성도 없지 않다.
초임계는 물질이 임계 온도와 압력을 초과할 때 발생하는 물리 상태를 말한다. 초임계 상태에서 물질은 액체와 기체 구분이 없어지며, 두 상태 특성을 동시에 가지게 된다. 액체와 동일한 밀도를 가져 반도체 웨이퍼 내 잔류물과 오염물을 쉽게 용해하면서도 기체 성질을 동시에 띠기 때문에 미세 패턴 내부 영역까지도 완벽히 도달해 찌꺼기를 제거할 수 있다. 초임계는 해바라기씨유나 참기름 등 다양한 식물성 오일을 추출할 때나 천연 약초나 식물에서 활성 성분을 추출할 때 등 우리 일상 생활에서 널리 쓰이는 기술이기도 하다.
반도체 업계에선 10나노급 D램 생산을 시작할 때 상용화됐다. 국내에선 세메스, 해외에선 일본 TEL 등 일부 선진 장비사만 이 기술 상용화에 성공했다.
기존에는 웨이퍼를 회전시키면서 세정 약액을 건조시켰다. 그러나 10나노대에선 패턴 간격이 좀 더 좁아지고 단차 역시 커졌다. 기존 회전 방식을 그대로 사용하면 패턴이 휘거나 인접 패턴과 붙는 문제가 발생했다. 초임계 세정 장비는 웨이퍼를 회전시키지 않고 고압으로 생성된 초임계 물질로 약액을 건조하고 찌꺼기까지 걸러내기 때문에 수율 향상에 큰 도움을 준다.
케이씨텍은 지난 3여년간 이 장비를 SK하이닉스와 비밀리 공동 연구 개발해왔다. 완성 장비 대당 가격이 100억원을 훌쩍 넘기기 때문에 개발 과정에서 케이씨텍이 투입한 자재 비용과 인력 R&D 비용도 수백억원에 달하는 것으로 추산되고 있다. 프로젝트 시작 전, 실패를 두려워한 내부 임직원 일부는 추진 자체를 망설이기도 했지만, 결국 '해보자'는 쪽으로 가닥을 잡고 가시적 성과를 내고 있다.
업계 한 관계자는 "초임계는 세메스와 TEL 등 세계 선도 기업만이 상용화한 장비"라면서 "케이씨텍이 SK하이닉스와의 공동 R&D를 성공시킨다면 신규 매출은 둘째 치더라도 회사 기술력 관련 이미지가 엄청나게 격상될 것으로 본다"고 설명했다.
