반도체 웨이퍼의 평탄화를 위한 끊임없는 노력
- 반도체 CMP용 패드 관련 특허동향 -

남한 전체에 달하는 면적에 대해 소설책 정도 두께의 굴곡도 존재하지 않는 세계가 있다면 믿을 수 있을까? 바로 메모리 회로가 집적된 반도체 웨이퍼가 이에 해당하는데, 반도체 웨이퍼가 이러한 극도의 평탄도를 요구하는 것은 이 평탄도가 반도체 메모리 회로의 고집적화 및 초소형화와 직결되기 때문이다.

이처럼 반도체 웨이퍼를 정밀하게 평면 연마하는 기술로 현재까지도 대안이 없을만큼 독보적인 기술이 CMP(Chemical Mechanical Polishing, 화학적 기계적 연마)기술이다. 이 CMP기술은 1983년 미국 IBM사가 개발한 이후 매년 국내에 출원되는 관련 특허만 수백 건에 달하는 고집적 반도체 제조에 필수적인 기술이다.

최근 국내 기업이 반도체 메모리의 주요공급지로 떠오르고 있으나, CMP기술과 관련된 원천특허들은 대부분 외국의 몇몇 기업이 독점해 왔기 때문에 국내 기업의 CMP기술 특허와 관련된 로얄티 지출도 만만치 않게 증가하고 있다. 이에 국내 기업도 관련 특허의 중요성을 인식하여 CMP기술과 관련된 수많은 특허를 출원하고 있으며, 최근에는 CMP평탄화 공정에서 웨이퍼에 직접 접촉하여 웨이퍼를 물리적으로 연마하는 소모성 재료인 CMP용 연마 패드와, 공정 중에 연마 패드의 상태를 개선하는 패드 컨디셔너에 대한 특허출원이 증가하는 추세이다(*붙임 1 참조).

최근 특허청(청장 전상우)의 통계자료에 따르면, CMP용 패드와 관련하여 국내에 출원된 특허는 2002년 20건, 2003년 44건, 2004년 42건, 2005년 57건으로 매년 꾸준히 증가추세에 있으며(*붙임 2 참조), 최근 4년간 출원국가별로 한국 161건(74%), 미국 41건(19%), 일본13건(6%), 기타국가 2건을 출원한 것으로 나타났다(*붙임 3 참조).

위 통계자료에서도 알 수 있듯이, CMP용 패드 관련 기술에 대한 국내 기업의 출원건수의 증가 및 전체 출원건수에 대한 비율의 증가는 국내 기업들의 계속되는 연구 및 활발한 기술개발에 의한 국산 패드 개발의 성공에 따른 것으로 분석되며, 이에 따라 반도체 제조분야 중 CMP 패드 분야에서의 기술 자립도가 증가하고 있는 것으로 평가된다.

하지만 국내 CMP시장을 둘러싸고 원천특허를 보유하고 있는 외국 기업의 공세도 따라서 증가하고 있다. 일례로 그동안 CMP용 패드 시장 전체의 95%이상의 제품을 독점 공급하고 있던 미국 Rohm and Haas社가 국내 기업인 SKC의 CMP용 패드 제품에 대해 서울고등법원에 특허권 침해 금지 가처분 신청하였다 기각당한 사례도 있다. 총 2억달러 규모에 달하는 패드 시장에서 국내 기업과 외국 기업 간에 벌어질 특허전쟁의 신호탄 격인 셈이다.

앞으로도 외국 기업과 국내 기업간의 CMP용 패드의 관련 기술에 대한 특허공방은 계속될 것으로 예상되며, 이에 대한 국내 기업의 대비책 마련이 시급한 것으로 보여진다.

붙임 : [참고자료] 가 포함된 보도자료 1부.
문의 : 전기전자심사본부 반도체심사팀 사무관 이상민 (042-481-8226)