[사업 탐구] 반도체 산업을 아는데, SK머티리얼즈를 처음 들어본다고?

[사업 탐구] 반도체 산업을 아는데, SK머티리얼즈를 처음 들어본다고?

 SK Careers Editor 전시내

2016년 SK의 가족이 된 SK머티리얼즈! 그런데 무슨 기업인지 아직 잘 모르시겠다고요?

 

반도체 소재 사업의 핵심 기업입니다. 가격 경쟁력이 중요한 반도체 산업에서 SK에 든든한 힘이 되어주는 기업이지요! 정확하게 어떤 사업을 하고 있는지 함께 알아볼까요?? 1탄에서는 세정가스/증착 가스에 대해 공부해 보겠습니다~! SK머티리얼즈의 주력 제품들에 대해 알아봐요~!

반도체는 단 하나의 작은 먼지 때문에 성능에 문제가 생기곤 하는데요, 그렇기 때문에 반도체 공정 과정에서 깨끗함을 유지하는 것은 중요합니다! 공정 이후 챔버(Chamber)를 닦아주고, 기판도 깨끗이 유지해야겠죠?

 

 

반도체 증착 공정엔 크게 두 가지가 있는데요, '물리적 기상 증착 방법(PVD, Physical Vapor Deposition)', '화학적 기상 증착 방법(CVD, Chemical Vapor Deposition)'이 있습니다. 특히나 챔버 속에서 원료 기체가 화학적 변화를 하며 웨이퍼 표면에 증착되는 ‘CVD’는 표면 접착력이 좋고 활용도가 높아 많이 쓰이고 있습니다. 또한 낸드플래시 생산엔 CVD가 주요 공정으로 자리 잡았는데요, 많이 쓰인다는 것은 그 공정을 진행하기 위한 재료도 많이 필요하다는 의미입니다! 그때 필요한 재료 중 하나가 SK머티리얼즈의 세정가스인 삼불화질소(NF3)!

 

CVD 챔버에 남아있는 불순물을 세척하는 것이 바로 NF3입니다. CVD가 무엇인지 간단히 살펴볼까요?

  

CVD 공정 이후, 챔버엔 이산화규소(SiO2)와 질화규소(Si3N4) 같은 불순물이 생깁니다. 이때, NF3는 이 불순물들과 반응하여 사플루오린화규소(SiF4)가 되어, 내부를 세척합니다.

NF3는 단순한 구조이지만 그 원료가 암모니아(NH3)와 플루오린화 수소(HF)이기 때문에 생산이 까다롭습니다. 암모니아는 폭발 위험이 있으며, 플루오린화 수소는 물과 결합 시 ‘플루오린화 수소산(불산)’이 되기 때문입니다! 즉 SK머티리얼즈는 적절한 온도와 압력으로 순도 높은 NF3를 국내 최초 생산에 성공한 것이죠! 이는 SK머티리얼즈의 주력 생산제품으로 글로벌 시장점유율 40% 이상으로 세계 1위 자리를 굳히고 있습니다.

반도체 공정 과정 중, 증착이란? 반도체 소자를 구동하기 위해 다양한 물질을 얇은 두께의 박막(Thin film)으로 형성하는 과정입니다. SK머티리얼즈의 대표적인 증착 가스들은 금속배선, Si 절연막, spacer 등의 증착에 이용됩니다! 하나씩 살펴볼까요!?

 

특히나 WF6는 3D NAND의 기둥 역할을 하는 소재로, 단수 증가에 따라 수요도 비례하기 때문에 WF6의 필요는 크게 증가할 것입니다. 그런데, 3D NAND가 무엇이냐고요?

 

그렇다면 3D NAND 제작 공정 중, WF6이 언제 사용되며 어떻게 형성되는지 확인해볼까요?

 

 

2012년, SK머티리얼즈는 100% 수입에 의존하던 디실란 시장에 큰 변화를 일으켰었는데요! 독자적인 기술을 사용하여 SiH4(모노실란)의 열분해를 통한 디실란 생산에 특허를 획득했습니다. 디실란은 반도체 미세화 공정에서 모노실란 사용 전 표면 균실화를 위해 사용됩니다. 즉, 모노실란으로 구현이 불가한 공정에 실리콘 증착으로 사용되는 소재입니다. 국내 반도체 산업의 발전에 기여한 제품 중 하나이죠.

디클로로 실란은 암모니아와 반응하여 질화막으로 증착되는데요. 이 과정을 화학식으로 살펴봅시다!

 

SK머티리얼즈의 주요 제품을 통해 어떤 제품을 생산하는 기업인지 알아보았습니다. 세척 가스와 증착 가스에 대해 다뤄보았는데요~ 반도체 산업에서 SK머티리얼즈가 차지하는 비중을 느끼셨나요? 미세공정이 중요해지며 더욱 성장 가능성을 보이는 SK머티리얼즈입니다. 이 외의 식각 가스, 산업가스 등 다른 제품은 다음 [사업 탐구] 2탄에서 소개해드리겠습니다!