포토, 식각, 이온주입, 증착 공정을 반복하면 웨이퍼 위에 수많은 반도체 회로가 만들어집니다. 이 회로가 동작하기 위해서는 외부에서 전기적 신호를 가해주어야 하는데요. 신호가 잘 전달되도록 반도체 회로 패턴에 따라 전기길(금속선)을 연결하는 작업을 금속 배선 공정이라고 합니다.
전기길을 연결하는 금속 배선 공정
금속 배선 공정은 전기가 잘 통하는 금속의 성질을 이용합니다. 반도체의 회로 패턴을 따라 금속선(Metal Line)을 이어주는 과정인데요. 하지만 금속 배선 공정에 모든 금속을 사용할 수 있는 것은 아닙니다. 반도체에 들어가는 금속 재료는 다음과 같은 조건을 갖추어야 합니다.
위 조건을 충족시키는 대표적인 금속에는 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 텅스텐(W) 등이 있습니다. 그렇다면 실제 금속 배선 공정은 어떻게 이루어지는지 아래 그림을 확인해 보겠습니다.
대표적인 반도체용 금속 배선 재료로는 알루미늄(Al)이 있습니다. 산화막(Silicon Dioxide)과의 부착성이 좋고 가공성이 뛰어나기 때문입니다.
하지만 알루미늄(Al)은 실리콘(Si)과 만나면 서로 섞이려는 성질을 가지고 있습니다. 이 때문에 실리콘 웨이퍼의 경우 알루미늄 배선 과정에서 접합면이 파괴되는 현상이 생길 수 있습니다. 이러한 현상을 방지하기 위해 알루미늄과 웨이퍼 접합면 사이에 장벽(Barrier) 역할을 하는 금속을 증착하는데, 이를 베리어 메탈(Barrier Metal)이라고 합니다. 이중으로 박막을 형성해 접합면이 파괴되는 것을 막을 수 있습니다.
금속 배선 역시 증착을 통해 이루어집니다. 금속을 진공 챔버에 넣고 낮은 압력에서 끓이거나 전기적 충격을 주면 금속은 증기 상태가 됩니다. 이때 웨이퍼를 진공 챔버에 넣으면 얇은 금속막이 형성됩니다.
반도체 공정이 점점 미세화되며 반도체 공정은 꾸준한 연구 개발로 변화를 거듭하고 있습니다. 금속 배선 공정에서도 좁은 영역에 균일한 박막을 형성시키기 위해 화학적 기상증착(CVD)으로의 전환이 이루어지고 있습니다.
금속 배선 공정 관련주
후성
동사는 2006년 11월 23일에 설립되었으며, 2006년 12월 22일 한국거래소 유가증권시장에 상장됨.
동사는 냉매가스, 반도체용 특수가스, 2차전지 전해질 소재 'LiPF6' 를 국내에서 유일하게 전문적으로 제조, 판매하는 업체임.
동사는 '후성폴란드유한회사'를 비롯하여 총 5개의 연결대상 종속회사를 가지고 있으며 기업집단 '후성그룹'에 속해 있는 기업임.
- 2006년 11월에 화학, 신소재와 자동차 보조매트 부문의 사업영역 전문화를 목적으로 퍼스텍(주)으로부터 인적분할하여 설립, 불소를 기반으로 한 기초화합물의 제조, 판매업 영위.
- 불소화합물뿐만 아니라 냉매가스와 반도체 특수가스 및 2차전지 전해질 소재 등에서 국내 유일의 제조사이거나 독보적인 지위로 사업을 진행하고 있음.
- 연결대상 종속기업으로는 중국 현지법인인 소주후성화공유한공사, 후성과기(남통)유한공사, 후성신재료(남통)유한공사, 후성폴란드유한회사를 보유하고 있음.
- 글로벌 경기회복세와 전방 반도체 및 이차전지 시장의 성장, 중국 법인의 생산능력 확대 등으로 주력 불소화합물 판매 증가하며 전년동기대비 매출 성장.
- 매출 성장에 따른 원가 및 판관비 부담의 완화로 영업이익은 전년동기대비 흑자전환, 지분법손실과 법인세 증가에도 순손실 규모는 전년동기대비 축소.
- 글로벌 경기 개선으로 불소화합물 수요 증가, 중국 전기차 시장의 양호한 성장세, 배터리 전해액 첨가제와 반도체 특수가스 부문의 증설 등으로 외형 확대 전망.
엘오티베큠
동사는 반도체용 건식진공펌프의 제조, 판매, 수리 등을 영위할 목적으로 2002년 3월 설립됨. 2021년 9월말 현재 엘오티머트리얼즈, 엘오티씨이에스 등 국내외에 7개의 종속회사를 보유함.
건식진공펌프는 반도체를 비롯하여 디스플레이, 태양광, 철강 및 일반산업 등의 다양한 산업분야에 주로 공급하고 있음.
2021년 투자법인인 에이치인베스트먼트와 수선보수사업을 물적분할아여 엘오티티에스를 설립함.
- 동사는 2002년 3월 설립되어, 반도체 장비용 진공펌프 제조, 판매 및 수리 등을 주요 영업으로 하고 있음.
- 연결대상 종속기업으로는 (주)엘오티머트리얼즈, (주)엘오티씨이에스, LOT VACUUM AMERICA, INC., 엘오티진공기술서안유한공사 등이 있음.
- 세계 건식진공펌프 분야의 기술인 Split flow screw 타입 제작 기술을 보유하고 있으며, Multi-Type의 Hybrid Screw 메커니즘에 대한 특허도 확보함.
- 전방 반도체 및 디스플레이 산업의 성장에 따른 건식진공펌프의 수주 호조와 자회사 엘오티머트리얼즈의 성장 등으로 매출 규모는 전년동기대비 크게 확대.
- 큰 폭의 매출 신장으로 원가부담 완화되며 영업이익률 전년동기대비 상승, 그러나 무형자산손상차손 발생과 법인세비용 증가 등으로 순이익률은 하락.
- 3D NAND 고단화, 파운드리 공정 미세화 등에 따른 고용량 건식진공펌프의 사용량 증가와 이차전지 시장 진출 등으로 매출 성장세 지속될 듯.
디엔에프
동사는 2001년 1월에 설립되어 2007년 11월 코스닥 시장에 상장된 반도체 박막 재료 부분을 주요 사업으로 영위함.
미세패턴 구현을 위한 패터닝용 희생막 재료인 DPT와 QPT 재료를 비롯한 Capacitor 유전막 및 Metal Gate 절연막으로 사용되는 High-K 재료 등을 주로 생산함.
매출은 반도체 전자재료가 69.45%, 광통신 소자 및 재료가 30.55% 로 구성됨
- 반도체 박막 재료 부문을 주요 사업으로 영위하는 업체로 2001년 1월 설립되어, 2003년부터 국내외 반도체 소자업체와 공동 개발을 시작하였음.
- 주요 제품은 DPT 및 HCDS 제품, High-k 제품 등이며, 반도체 미세화 추세 및 그에 따른 고집적회로 요구 등 고객의 필요에 따라 다양한 제품을 개발, 판매하고 있음.
- 주요 고객사로는 삼성전자와 SK하이닉스, 해외 반도체 업체 등이 있으며 고객사의 생산라인 가동률과 미세공정 전환 속도에 영향을 받음.
- 반도체 산업의 업황 호조로 전자재료 부문이 성장한 가운데 켐옵틱스의 연결 편입 효과에 따른 광통신 소자 및 재료 부문의 신규 매출 발생으로 전년동기대비 매출 큰 폭 성장.
- 매출 증가에 따른 판관비 부담 완화에도 원가구조 저하로 전년동기대비 영업이익률 하락, 유형자산처분이익 감소로 법인세비용 감소에도 순이익률 하락.
- 안정적인 매출처를 확보하고 있는 가운데 글로벌 경기 개선, High-K를 중심으로 한 수요 증가와 광통신소자 및 재료 부문의 성장 등으로 매출 성장 전망.
참고 : 삼성반도체이야기, 네이버금융, NICE
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