까다로운 반도체 금(Au) 식각, ACM이 길 열다

화합물 반도체용 ‘Ultra ECDP’ 장비 출시
전기차, 5G 시대 핵심 부품 생산성 향상 기대

[아이씨엔 우청 기자] 전기자동차(EV), 5G/6G 통신, 인공지능(AI) 등 첨단 산업의 폭발적인 성장은 기존 실리콘(Si) 반도체의 한계를 뛰어넘는 화합물 반도체의 수요를 견인하고 있다. 특히 이 화합물 반도체 제조 공정에서 높은 전도성과 내부식성으로 각광받는 금(Au)은 우수한 소재임에도 불구하고, 정밀하게 식각하고 도금하는 과정이 매우 까다로워 생산성과 수율의 발목을 잡는 요인으로 꼽혀왔다.

이러한 시장의 난제를 해결하기 위해 반도체 웨이퍼 처리 솔루션 전문기업 ACM 리서치(ACM Research)가 화합물 반도체용 금(Au) 식각 공정에 특화된 ‘Ultra ECDP’ 전기화학 디플레이팅 장비를 새롭게 선보였다.

전기화학 기술로 언더컷 최소화, 균일성 극대화

기존의 습식 식각 방식은 화학 용액이 금속 패턴의 측면까지 파고드는 ‘언더컷(undercut)’ 현상이 발생해 미세 회로의 정밀도를 떨어뜨리는 고질적인 문제를 안고 있었다. ACM 리서치의 Ultra ECDP 장비는 이러한 문제를 해결하기 위해 ‘전기화학 디플레이팅’이라는 혁신적인 접근법을 채택했다.

이 장비는 정밀한 화학 약품 순환 시스템과 여러 개의 양극(multi-anode)을 제어하는 첨단 기술을 통해 전기화학 반응을 정밀하게 제어한다. 이를 통해 불필요한 측면 식각(언더컷)을 원천적으로 최소화하고, 웨이퍼 전체 면적에 걸쳐 금 범프 제거, 박막 식각, 딥홀 디플레이팅 등 다양한 공정에서 탁월한 균일성을 구현한다. 그 결과, 최종적으로 생산되는 반도체 칩의 성능과 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있다.

데이비드 왕(David Wang) ACM 리서치 CEO는 “화합물 반도체 시장이 강력한 수요에 힘입어 지속적으로 성장하고 있지만, 핵심 소재인 금의 공정은 여전히 해결해야 할 과제로 남아있었다”며, “Ultra ECDP 장비는 이러한 과제를 극복하고 고객이 우수한 성과를 달성하도록 지원하는 신뢰할 수 있는 양산 솔루션이 될 것”이라고 자신감을 내비쳤다.

유연한 모듈형 설계로 차세대 공정 대응

화합물 반도체는 실리콘 카바이드(SiC), 갈륨 비소(GaAs) 등 다양한 소재의 기판 위에 제작되므로, 각기 다른 기판의 물리적 특성을 모두 수용할 수 있는 유연성이 장비에 요구된다.

Ultra ECDP 장비는 모듈형 설계를 채택해 이러한 시장의 요구에 완벽하게 대응한다. 6인치 및 8인치 웨이퍼 플랫폼과 호환되며, 필요에 따라 단일 플랫폼 내에 금 도금(plating)과 식각(deplating) 공정을 모두 통합할 수 있는 높은 유연성을 제공한다. 이는 설비 투자 효율성을 높이고 공정 시간을 단축하는 데 크게 기여할 수 있다.

ACM 리서치의 이번 신제품 출시는 단순히 새로운 장비를 선보인 것을 넘어, 차세대 반도체 시장의 핵심적인 기술적 허들을 넘어서는 중요한 이정표가 될 전망이다. Ultra ECDP가 고성능 화합물 반도체의 대량 생산 시대를 여는 핵심 열쇠가 될 수 있을지 귀추가 주목된다.