전 세계 반도체용 건식 식각장비 시장은 소수의 기술력을 보유한 미국과 일본의 글로벌 업체가 독과점하고 있는 상황입니다. 이 업체들은 동사보다 일찍 시작된 자국의 반도체 산업에서 고유 기술을 축적하며 경쟁력을 갖췄습니다. 메모리 반도체 시장이 성장하기 시작한 1980년대부터 전 세계에 건식 식각장비를 개발, 공급함으로써 글로벌 업체로 성장하게 되었습니다. 건식 식각장비의 핵심기술은 공정 챔버 내부에 밀도가 높은 플라즈마를 생성하고, 생성된 플라즈마를 원하는 형태로 조절하는 기술입니다. 이 글로벌 업체들은 막대한 자금과 풍부한 인력을 바탕으로 끊임없는 기술 개발을 통해 이러한 기술들을 선점하고, 특허를 통해 후발업체의 진입을 견제하면서 300mm 웨이퍼용 건식 식각장비의 90% 이상을 공급하고 있습니다.
에이피티씨(APTC)는 반도체 제조 전공정 장비인 건식 식각장비(Dry Etcher) 제조업체로서 관련한 원천기술을 다수 보유하고 있습니다. 특히 동사가 보유하고 있는 플라즈마 소스(source)는 현재 200mm와 300mm 웨이퍼용 반도체 건식 식각장비의 원천기술로 적용되어 성능 및 가격 경쟁력을 보여주며 외산 장비를 대체하고 있습니다. 또한 본 원천기술은 반도체 제조공정인 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition, CVD) 장비, 원자층 박막증착(Atomic Layer Deposition, ALD) 장비, 원자층식각(Atomic Layer Etch, ALE) 장비 등 다양한 플라즈마 공정 장비에 적용될 수 있습니다.
이를 바탕으로 200mm 및 300mm 금속막(Metal), 실리콘(Polysilicon), 산화막(Oxide) 식각장비를 제조하여 다양한 고객사에 납품했습니다. 주력 제품인 300mm 실리콘 식각장비(Poly Etcher)는 세계적인 반도체소자 업체인 SK하이닉스(주)에 다량 납품되어 현재 반도체 식각 공정에 사용되고 있습니다.
에이피티씨의 300mm Poly 식각 장비는 아래 그림과 같이 Load Port와 EFEM(Equipment Front End Module), BM(Buffer Module), TM(Transfer Module) 및 PM(Process Module)으로 구성되어 있으며 공정이 진행되는 순서는 아래 그림과 같습니다.
Load Port는 FOUP(Front Opening Universal Pod)가 놓이는 곳으로 FOUP에는 웨이퍼가 들어가 있으며, EFEM에는 대기압 상태에서 동작하는 Robot과 Aligner가 있습니다. Robot이 Load port에 놓여있는 FOUP에서 웨이퍼를 1매씩 꺼내 Aligner에 놓고 웨이퍼가 일정한 방향으로 놓이도록 정렬을 시킨 후 BM으로 옮깁니다. BM은 대기압과 진공 상태를 반복하는 공간으로서 대기압 상태에서 웨이퍼가 들어오면 진공 상태의 TM을 통해 PM으로 가기 전에 진공 상태로 전환되고, TM에는 진공 상태에서 동작하는 Robot이 있어 BM에 놓인 웨이퍼를 각 PM으로 운반합니다. PM은 식각 공정을 담당하는 Process Chamber와 식각 공정이 끝난 후 감광액(Photoresist)을 제거하는 Strip Chamber로 구성되어 있습니다. PM에서 식각 및 감광액 제거가 완료된 웨이퍼는 다시 TM과 BM을 거쳐 Side Storage에서 웨이퍼에 남아 있는 유독 가스(Fume)를 제거한 후에 원래 위치의 FOUP로 들어가면 식각 공정이 완료되어 다음 공정으로 이동합니다.
에이피티씨는 2002년 설립된 이후 2004년 6월에 최초로 200mm 웨이퍼의 금속 식각 공정을 위한 챔버 모듈을 개발하여 SK하이닉스에 공급했습니다. 이를 시작으로 다양한 200mm 및 300mm 웨이퍼용 장비를 개발하여 SK하이닉스(주)를 비롯한 한국전자통신연구원(ETRI), 연세대학교, LG이노텍, 와이솔, 이피웍스 등에 판매했습니다.
반도체 제조용 건식 식각장비의 경우, 2002년부터 2005년까지 200mm 웨이퍼용 산화막 및 금속, 폴리 식각장비를, 2006년부터 2008년까지 300mm 웨이퍼용 산화막 및 금속 식각장비를 개발하여 판매했습니다.
소자의 미세화로 금속 배선이 알루미늄(Al)에서 구리(Cu)로 대체됨에 따라 대부분의 금속 식각 공정이 연마(CMP) 공정으로 전환되었습니다. 금속 식각장비의 수요는 감소한 반면에 폴리 식각 공정이 늘어 폴리 식각 장비의 수요가 증가하는 추세로 시장이 변화되었습니다. 이에 동사는 2010년부터 300mm 웨이퍼용 폴리 식각장비를 본격적으로 개발하기 시작했습니다.
에이피티씨 재무차트에서 눈에 딱 들어오는 것은 영업이익률이네요
19년 2분기 이후로는 20% 밑으로 안 내려가고 30% 전후에서 놀고 있습니다.
반도체 관련주 중 SiC Ring을 생산하는 티씨케이 다음으로 높은 영업이익률 같네요
에이피티씨 사업보고서는 식각장비 공부하기 좋은 자료가 많네요
반도체 이송장비, 챔버, 칠러, 스크러버 등과의 연관성을 이해했어요
식각장비에 대한 이해도가 한층 더 깊어졌습니다.
ㅎㅎ
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