□ 플라즈마 식각관련 기술개발 본격화

o세계 주요 반도체업체들이 300㎜ 웨이퍼 생산능력을 확대하고 있는 가운데
국내외반도체 장비업체들은 300㎜ 웨이퍼 공정을 위한 반도체 장비 개발을 위해
많은 투자와 연구를 통하여 장비시장 선점을 위해 발빠르게 대처하고 있다.

o특히 300mm 웨이퍼 가공용 플라즈마 식각장비에 대한 국내외 기업의 기술개발이
본격화되면서 플라즈마 식각기술과 이와 관련된 국내 특허출원도 1997년 299건에서
2001년에는 431건으로 150% 정도 증가하였다[표2 참조].

- 이 분야 특허출원의 75%가 국내기업에 의하여 이루어지고 있으며 이중 삼성전자가 35%를차지

□ 300mm 웨이퍼용 ICP타입 식각장비, 차세대 기술로 부각

o 반도체 핵심 전공정장비인 300mm 웨이퍼 가공용 차세대 식각장비를 개발하기 위해서는
300mm 대면적 웨이퍼 가공시 요구되는 저압상태에서의 미세 패턴 가공기술과 고밀도
플라즈마(high density)를 이용한 높은 식각률(high etch rate)의 달성과 고공정처리량
(high throughput) 및 미세 패턴 프로파일 향상 등의 실현이 요구된다. 이를 위해 국내외
많은 반도체장비 회사에서는 기존의 용량성 결합형 플라즈마(CCP: Capacitively
Coupled Plasma)뿐만 아니라, 특히 확장성이 용이한 유도결합형 플라즈마(ICP
: Inductively Coupled Plasma) 기술에 많은 투자를 하고 있다. 따라서 국내에서
유도결합형(ICP)플라즈마기술을 이용한 식각장비에 관련된 특허출원이 1997년 12건에서
2001년 37건으로 3배 이상 증가하였다[표6 참조].

- 이 분야 특허출원은 일본과 한국이 전체출원의 각각 42%, 30% 이상을 차지하고 있으며
국내에서는 삼성전자가 42%, 주성엔지니어링이 17%를 출원하였음

o 현재까지 유도결합형 플라즈마를 이용하여 국내외에서 기술 개발을 하고 있거나
기술개발이 완료된 300mm 웨이퍼 가공용 차세대 식각장비의 플라즈마 생성기술은
첨부자료의 표5와 같다.

□ 국내기업의 차세대 플라즈마 식각장비 개발현황

o 주성엔지니어링은 병렬 공명 안테나(Parallel Resonance Antenna)라고 불리는
유도결합형 플라즈마(ICP Type)의 Dry Etcher의 개발을 완료하여
국내 반도체 소자업체에 2002년 5월 첫 출하하였다.
주성 안테나의 장점은 단일 평면 RF Coil로 균일한 플라즈마를 제공할 수 있으므로
300 mm 이상의 큰 면적의 웨이퍼 가공에 탁월한 성능을 발휘한다.
또한 안테나의 인덕턴스를 줄임으로써 27 MHz 이상의 VHF영역의 RF에너지를 이용하여
플라즈마의 효율이 높고 웨이퍼에 주는 손상이 적다. 현재 Dry etcher Tachyon이 출시되어
양산 능력을 최종적으로 검증받고 있는 중이다.

o 주)아이피에스는 유도결합형 플라즈마(ICP Type)의 Plasma Source인
MICP Source를 개발하여 현재 300mm 웨이퍼 건식 식각 장비인 Nano-etch
3000 System의 개발을 완료했다. MICP Source는 균일도 및 확장성이 우수한
Plasma Source로서 기존 ICP의 단점을 보완한 Source이다. MICP Source의 장점은
그 확장성에 있다. 기존 ICP Source들은 현 200mm 장비에서 뿐만이 아니라
특히 300mm 장비로의 확장시 Wafer 구경이 커진 만큼 균일도가 나빠지는
문제점을 가지고 있으나 MICP Source에서는 Pole 수와 Pole 배열의 조정만으로
200mm 못지 않는 균일도를 얻을수 있어 이를 해결 할 수 있다.

o 한국디엔에스는 차세대 300mm 웨이퍼의 제조장비로서 유도결합형
플라즈마(ICP Type)의 식각장비인 SPE300S를 개발했다.
이 장비는 에칭, 스트리핑, 클리닝 및 웨이퍼 재생에 사용되며 웨이퍼의
앞면과 뒷면을 동시에 처리한다. 기본구성은 본체와 약액공급기로 구성되어 있다.

o 국내의 300mm 웨이퍼 식각 장비의 개발을 주도하고 있는 국내 반도체 장비업체인
주성엔지니어링, 아이피에스, 디엔에스 등에서 개발 완료된 식각장비들이
실제 생산라인에 투입되어 검증을 거치게 되면 단순한 수입대체 효과를 넘어
해외수출에도 큰 기여를 할 것으로 기대되며, 이와 더불어 플라즈마
식각장비관련 특허출원도 지속적으로 증가 할 것으로 전망된다.

<첨부> 식각공정 개요, 플라즈마 식각 기술관련 국내 출원동향 등

* 문의 : 심사4국 반도체1심사담당관실 서태준 사무관. 전화 042-481-5732