피코앤테라, 300㎜ 웨이퍼 잔류 가스 제거 장치

↑ 21주차 iR52 장영실상을 수상한 피코앤테라의 300㎜ 웨이퍼 잔류 가스 제거 장치 [사진 제공 = 한국산업기술진흥협회]

반도체 부품 공급 전문기업인 피코앤테라가 개발한 ‘300㎜ 웨이퍼 잔류 가스 제거 장치’가 21주차 iR52 장영실상을 수상했다.
반도체 생산기술이 발달하면서 반도체 디바이스 선폭이 20㎚(나노미터) 이하로 밀집되고 있는데 공정 중 발생하는 웨이퍼의 레지드 가스(residual gas)와 대기 환경의 반응으로 인해 웨이퍼 제조 환경 및 품질이 영향을 받을 가능성이 덩달아 커지고 있다.
피코앤테라가 개발한 제품은 반도체 웨이퍼 이송장비(EFEM)의 측면에 모듈 형태로 설치된다. 불활성화 가스를 이용해 레지드 가스를 제거해 레지드 가스의 대기 노출에 의한 반응을 억제할 수 있는 환경을 만들어준다.
제품 개발은 쉽지 않았다. 레지드 가스 주변 환경의 흐름을 제대로 예측해야 정밀한 가스 제거 장치를 만들 수 있는데 레지드 가스는 무색, 무취라 이 흐름을 파악하기가 쉽지 않았다. 피코앤테라는 이론적 공식을 바탕으로 수치해석방법을 적용해 이 문제를 해결했다. 자동차나 선박업체에서 주로 사용하는 가상 유동 형태를 구성해 유동의 흐름을 촬영하는 PIV 기법도 도입했다.
피코앤테라는 PIV 장치를 사내에 구축해 지속적으로 다양한 유동 형태를 확인하고 가스 제거 장치의 디자인 최적화에 이를 활용하고 있다.
장영실상을 수상한 제품은 웨이퍼를 최소 15개에서 최대 50개까지 보관할 수 있다. 각 웨이퍼마다 표면의 불활성 가스 유동을 균일하고 다양하게 제어할 수 있도록 디자인된 것이 특징이다. 이 장치는 반도체 제조 장비의 모듈 형태로 부착돼 웨이퍼 주변 환경을 제어하는 장치로 개발됐다. 모듈 형태로 부착되다보니 생산 공정이 추가되지 않고 모듈형태로 공간 활용도를 높였다는 점에서 투자 대비 우수한 효과를 얻을 수 있다는 장점이 있다.
피코앤테라는 2014년 말부터 20㎚대 웨이퍼 잔류 가스 제거 기계장치의 본격 양산에 돌입했다. 지난해에는 2014년 대비 300% 이상의 급격한 매출 신장을 기록했다. 피코앤테라는 20㎚대의 디바이스가 메모리 생산의 주력으로 자리잡고 적용공정이 확산되고 있어 향후 2~3년 내에 500억원 이상의 매출을 기록할 것으로 전망하고 있다.
윤석문 피코앤테라 이사는 “독보적인 기술 개발과 끊임없는 연구를 통해 세계 최고의 반도체 생산 공정 장치를 제공하는 것을 목표로 하고 있다”며 “전세계 반도체 장치 시장을 주도하는 글로벌 회사가 되겠다”고 밝혔다.
[이영욱 기자]