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21C 산업의 꽃으로 불리는, 반도체 핵심 제조 기술인 미세가공기술
(Lithography)의 기초재료인 감광제는 국제경쟁력 확보를 위한 국내
기업들의 많은 관심과 기술개발로 국내 반도체업체 및 관련 업체의
특허출원이 증가하고 있고, 또한 중소기업들의 특허 출원의 증가는
감광제 분야의 전망을 밝게 하고 있다
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□ 감광제(photoresist)란

o 감광제는 반도체 가공에 있어 필수적으로 사용되는 전자재료용 화학재료
로서, 웨이퍼(wafer)위에 도포된 감광제는 인화지와 동일한 역할을 하여
원판(原板)상의 패턴 모양이 축소렌즈를 통하여 그대로 웨이퍼 위에
나타나게 하며, 후속공정인 식각공정(etching)에서도 식각가스에 대한
저항막의 역할을 동시에 수행하는 반도체 제조에 있어 중요한 재료이다.

- 반도체의 집적(集積)도가 증가함에 따라 웨이퍼 상에 보다 작은
패턴의 해상(骸像)이 가능하도록 해상력의 증가를 위해서는 광원의
파장이 작은 것을 사용하여야하고, 각 파장에 따라 반응하는 감광제를
사용해야 한다.

- 반도체 가공 시 이용되는 광선의 종류에 따라서 사용되는 감광제는
광선, 전자빔, 및 X-선 레지스트로 분류되며, 현재 실용화되고 있는
광선 레지스트는 g선, I선 및 아르곤 플로라이드(ArF) 감광제 등이
있다.

- 감광제는 기본적인 세가지 성분 즉, 고분자와 빛 에너지에 의해
분해와 같은 화학반응을 일으킬 수 있는 물질, 및 용매로 이루어진
혼합물로서 지금까지 개발된 감광제 중 성능이 가장 좋은 것으로
알려진 감광제는 소위 화학 증폭형 감광제 이고, 이는 산 반응성
고분자 또는 유기 화합물 및 산 발생제가 주성분이다.

- 256M에서부터 1G DRAM의 제조에 사용되는 ArF용 감광제는 파장
193nm에서 사용되며, 이 영역에서는 감광제의 감도가 떨어져
해상력이 낮아지는 단점을 산 발생제를 이용한 광 반응으로 산을
생성시켜 연쇄적 화학반응에 의한 용해도의 증가로 해상력을 높이는
것이다.

□ 특허 출원 동향

o 특허청에 출원된 국내외 기업 및 개인의 감광제의 출원동향을 살펴보면

- 1989년까지 미미하였던 출원이 1990년부터 증가되기 시작하여 1990년
부터 1994년까지의 출원비율은 외국출원 75% (3):내국출원 25%(1)로
외국출원이 많았었으나,

- 1995년도 이후 국내 반도체 산업의 발달과 더불어 반도체 재료(특히
감광제)에 대한 반도체 관련 업체의 관심이 커지면서 삼성전자,
하이닉스전자(구 현대전자) 및 금호석유화학회사 등 대기업의
기술개발 참여로 그 출원이 급격히 증가하여 1995년부터 1998년까지
4년간 출원 비율은 외국출원 대 내국 출원이 51%:49% 비율로 거의
동일함을 나타내고 있고,

- 최근 3년 1999년부터 2001년까지 출원 비율은 40%:60%로 큰 차이가
없다.

- 그러나 출원건수를 보면 1984년부터 1989년의 출원이 30건으로 미미
하나 1990년부터 급격히 그 수가 증가하여 1990년부터 1994년, 1995년
부터 1998년 및 최근 3년 1999년부터 2001년까지의 출원 건수가 각각
176건, 346건, 787건으로 나타나고 있고, 이는 출원의 양이 2배씩
증가하는 기간이 단축되고, 괄목할 만한 신장이 있음을 보이고 있다.

o 국내업체들의 연도별 출원동향은

- 1984년부터 91년까지는 일반 감광제(필름용)를 취급하던 새한, 코오롱
그리고 효성 등에 의한 출원이 있었으나, 1995년 이후에는 코오롱만이
꾸준히 출원을 하고 있고, 금호석유화학이 일찍이 기술개발을 시작하
여 1992년 출원을 시작으로 꾸준히 출원을 하고 있다.

- 1995년부터 내국인에 의한 출원이 대폭 증가된 것은 삼성전자가 개발
한 ArF용 감광제에 관한 고리 화합물이 치환된 고분자를 사용한
베이스 수지 및 그 제조 방법 의 출원을 계기로 삼성전자 출원의
두드러진 증가에 의한 것이며, 1996년 이후 하이닉스 전자(구 현대
전자)의 대폭적인 출원이 있음은 주목 할 만하다.

- 199년 이후 최근 3년간의 출원 동향을 보면 동진 세미켐 및 동우
화인켐 등과 같은 중소기업의 출원이 두드러지며, 연구소 등의 출원은
이 분야의 연구·개발이 활성화되고 있음을 알 수 있다.

□ 향후 기술의 전망

o 반도체 DRAM분야에서 세계 DRAM 수요량의 많은 부분을 공급하고 있
는 우리나라는 감광제 사용량의 90%를 수입에 의존하고 있고, 1999년
기준으로 감광제의 세계시장의 규모 는 약 1200억 원 정도로
그 규모가 막대하다.

- 향후 이 분야에 대한 기술개발은 반도체의 집적도를 높이기 위한
패턴 선폭의 미세화를 위하여 ArF용 화학 증폭형 감광제의 성능을
향상시키는 것이 중요한 바,

ArF 감광제 재료는 사용되는 광원이 짧기(193nm) 때문 에 투과도와
특히 건식각에서의 저항력(저항막의 역할, dry-etch resistance)의
문제가 심각하므로 이를 개선할 수 있는 재료로서 낮은 유리전이
온도를 갖는 고분자의 개발이 요구된다.

기존 방법에 의한 패턴 미세화의 한계는 64G DRAM으로 앞으로 정보
기술의 발달에 따라 요구되는 그 이상의 G급 및 T급 반도체는 100억
분의 1미터의 나노기술에 의해서만 가능할 것이므로, 향후 본격적으로
도래한 나노기술에 사용할 감광제 개발을 위한 적극적인 투자 및
연구가 필요하다.

<첨부> 감광제 관련 출원동향

* 문의 : 심사3국 정밀화학심사담당관실
김현숙 사무관. 전화 042)481-5584