빠르게 변화하는 반도체 제조 세계에서는 정밀도와 효율성이 무엇보다 중요합니다. 일본의 반도체 장비 회사인 Tokyo Electron Limited(TEL)와 미국의 거대 기업인 Lam Research는 각각 식각 장비를 만드는 절대 강자 기업입니다. 이들의 기술, 역량, 시장 지위를 비교해 보겠습니다.
반도체 4대 장비회사 하면 EUV 노광 장비 업체인 ASML, 식각장비의 램리서치, 증착장비의 AMAT(어플라이드 머티어리얼즈), 도쿄일렉트론(TEL) 이 있습니다.
도쿄 일렉트론(TEL)
1963년에 설립된 Tokyo Electron Limited(TEL)는 반도체 및 평판 디스플레이(FPD) 생산 장비 분야의 글로벌 리더로 자리매김했습니다. 혁신과 품질에 초점을 맞춘 TEL의 식각(에칭) 장비는 반도체 장치 제조에 중요한 역할을 합니다.
식각 장비 특징:
1. 고급 플라즈마 에칭 기술: TEL의 시스템은 최첨단 플라즈마 에칭 기능을 자랑합니다. 플라즈마 에칭은 플라즈마 입자로 충격을 가하여 고체 표면에서 재료를 제거하는 프로세스입니다. TEL의 장비는 반도체 웨이퍼에 복잡한 회로 패턴을 생성하는 데 중요한 이 프로세스에 대한 정밀한 제어를 보장합니다.
2. 높은 처리량: TEL의 기계는 높은 처리량을 위해 설계되었으므로 반도체 제조업체는 품질 저하 없이 생산 효율성을 높일 수 있습니다. 이는 최적화된 프로세스 레시피와 고급 자동화를 통해 달성됩니다.
3. 다용성: TEL의 에칭 홀 장비는 다재다능하여 반도체 제조에 일반적으로 사용되는 다양한 재료를 처리할 수 있습니다. 실리콘, 이산화규소 또는 기타 첨단 소재 등 TEL의 시스템은 정밀하게 에칭할 수 있습니다.
4. 균일성 및 선택성: 웨이퍼 전반에 걸쳐 균일한 에칭을 달성하는 것은 일관된 장치 성능에 필수적입니다. TEL의 장비는 뛰어난 균일성과 선택성을 제공하여 웨이퍼의 각 칩이 필수 사양을 충족하도록 보장합니다.
5. 프로세스 제어 및 모니터링: TEL은 프로세스 제어 및 모니터링을 매우 강조합니다. 실시간 데이터 수집 및 분석을 통해 반도체 제조업체는 즉시 프로세스를 미세 조정하여 수율을 높이고 가동 중지 시간을 줄일 수 있습니다.
TEL의 차세대 에칭 장비:
1. 특징
- TEL은 2025년부터 차세대 식각장비 공급 계획을 밝혔습니다.
- 본 장비는 400레벨 이상의 낸드플래시(NAND) 채널 홀 식각을 목표로 하고 있습니다.
- 극저온에서 고속 식각이 가능한 장비입니다.
- TEL은 논문에서 33분 만에 10마이크로미터(㎛)를 식각할 수 있다고 설명했다.
- 이 장비에는 아르곤 가스, 탄화불소(CF) 기반 가스, 새로운 가스 레시피를 사용하는 새로운 재료가 개발되고 있습니다.
- 아르곤, CF계열 가스, 불화인(PF)계 가스 등 신소재를 사용합니다.
- 실리콘(Si) 포커스 링, 하이브리드 포커스 링 등 다양한 포커스 링이 실리콘 카바이드(SiC) 포커스 링 대신 활용될 것으로 예상됩니다.
2. 업계 반응 및 시장 영향:
- 업계에서는 TEL의 신규 장비로 글로벌 메모리 반도체 업체들의 식각 장비 시장이 재편될 것으로 예상하고 있습니다.
- 램리서치는 현재 NAND 채널 홀 식각 시장에서 100% 시장점유율을 보유하고 있습니다.
- 반도체 소자업계 관계자는 TEL의 장비가 NAND 라인에 대규모 도입될 것으로 예상하고 있습니다.
- 삼성전자는 TEL 장비를 테스트해 10세대 NAND 제품에 적용하는 방안을 검토 중입니다.
- 애널리스트들은 TEL이 NAND 채널 홀 식각 장비 시장을 잠재적으로 장악할 수 있다고 내다봤다.
램리서치(Lam Research)
1980년에 설립되어 캘리포니아주 프리몬트에 본사를 둔 Lam Research는 세계 최고의 반도체 장비 공급업체 중 하나로 성장했습니다. 이 회사는 에칭 홀 솔루션을 포함한 웨이퍼 제조 장비 및 서비스를 전문으로 합니다.
식각 장비 특징:
1. 다단계 에칭 시스템: Lam Research는 에칭 공정을 정밀하게 제어할 수 있는 다단계 에칭 시스템을 제공합니다. 이러한 시스템은 고급 반도체 장치를 만드는 데 중요한 복잡한 식각 프로파일을 허용합니다.
2. 식각 선택성: Lam Research의 장비는 다른 물질을 보존하면서 특정 재료를 제거할 수 있는 탁월한 식각 선택성으로 잘 알려져 있습니다. 이 기능은 반도체 제조와 관련된 복잡한 레이어링에 필수적입니다.
3. 플라즈마 밀도 및 에너지: 회사의 시스템은 다양한 반도체 재료의 요구 사항에 맞춰 특정 플라즈마 밀도와 에너지를 제공하도록 설계되었습니다. 이러한 수준의 맞춤화는 최적의 에칭 결과를 보장합니다.
4. 생산성 향상: Lam Research는 고급 자동화 및 프로세스 최적화를 통한 생산성 향상에 중점을 둡니다. 이들 장비는 사이클 시간을 최소화하고 웨이퍼 생산량을 최대화하도록 설계되어 전반적인 비용 효율성에 기여합니다.
5. 고급 챔버 설계: Lam Research는 에칭 홀 장비에 고급 챔버 설계를 활용합니다. 이러한 설계는 균일한 에칭 및 온도 제어를 촉진하며, 이는 웨이퍼 전체에서 일관된 결과를 달성하는 데 중요합니다.
반도체 장비의 경쟁 환경에서 Tokyo Electron Limited(TEL)와 Lam Research는 모두 고급 에칭 홀 솔루션으로 두각을 나타내고 있습니다. TEL은 정밀성, 높은 처리량 및 다양성에 중점을 두고 특히 아시아에서 상당한 시장 점유율을 확보했습니다. 반면, Lam Research의 다단계 시스템, 탁월한 선택성 및 생산성 향상은 이를 글로벌 시장에서 탁월한 기업으로 만들었습니다. TEL의 유명한 플라즈마 식각 기술이든 Lam Research의 고급 챔버 설계이든 두 회사 모두 반도체 제조의 혁신과 효율성을 촉진하는 솔루션을 제공합니다.
건식식각 장비는 크게 전도체(폴리)식각과 유전체(옥사이드)식각 장비 두 분야가 있느데, 폴리 식각장비는 램리서치에서 53%, 옥사이드 식각장비는 도쿄일렉트론에서 54%를 각각 점유하고 있습니다.
TEL과 Lam Research의 에칭 홀 장비의 고유한 기능과 강점을 이해함으로써 반도체 제조업체는 정보에 입각한 결정을 내려 생산 요구 사항을 충족하고 빠르게 발전하는 업계에서 앞서 나갈 수 있습니다.
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