반도체 공정용 실리콘 소재·부품 업체 씨엠티엑스(CMTX)가 차세대 식각 공정에 쓰이는 600㎜ 초대구경 단결정 실리콘 잉곳 생산에 착수했다. 반도체 회로 선폭이 갈수록 미세해지면서 기존 다결정보다 성능이 뛰어난 단결정 실리콘 수요가 늘자 고부가가치 시장 선점에 나선 것이다.
반도체 초미세화...단결정 수요 커져
19일 CMTX는 자회사 셀릭을 통해 직경 600㎜ 단결정 실리콘 잉곳 성장 기술을 확보했다고 밝혔다. 회사는 “반도체 팹에 공급하는 실리콘 부품 애프터마켓 업체 가운데 600㎜ 단결정 잉곳을 자체 생산하는 것은 처음”이라고 밝혔다. 잉곳은 반도체 웨이퍼와 공정용 부품을 만드는 원재료다. 현재 반도체 공정용 실리콘 부품에는 주로 300~400㎜급 잉곳이 쓰인다. CMTX가 개발한 제품은 기존보다 직경이 50% 이상 크다. 애프터마켓은 반도체 장비가 설치된 이후 장비사를 거치지 않고 팹이 교체용 소재와 부품을 직접 구매하는 시장을 말한다.실리콘 부품은 반도체 회로를 깎아내는 식각 공정에서 플라즈마를 발생시키고 공정 가스를 균일하게 공급하는 핵심 소모품이다. 지금까지는 대형 부품 제작이 쉬운 다결정 실리콘이 주로 사용됐다. 다결정은 여러 개의 작은 결정이 모인 구조여서 대형 소재를 비교적 쉽게 만들 수 있기 때문이다.
하지만 반도체 공정이 초미세화되면서 단결정 실리콘에 대한 수요가 늘고 있다. 단결정 실리콘은 전기적 특성이 균일하고 파티클 발생이 적어 공정 안정성과 수율을 높이는 데 유리해서다. 그러나 직경 600㎜급 단결정 잉곳을 균일한 품질로 성장시키는 것은 기술 난도가 높아 상용화 사례가 많지 않았다.
CMTX는 자회사 셀릭에서 단결정 잉곳을 생산하고, 본사가 이를 가공해 반도체용 부품으로 공급하는 수직계열화 체제도 구축했다고 강조했다. 외부에서 소재를 조달하는 경쟁사와 달리 소재 생산부터 부품 가공까지 일괄 대응할 수 있어 원가와 품질 경쟁력을 동시에 확보했다는 설명이다. 회사는 이를 기반으로 단결정 실리콘 부품 시장 공략을 본격화할 계획이다.
3년간 매출 年 105%↑..."생산능력 2배로"
2013년 '코마테크놀로지'로 출발한 CMTX는 반도체 식각 공정용 실리콘 부품 전문기업이다. 2021년 실리콘 잉곳 사업에 진출한 뒤 2024년 현재 사명으로 변경했다. 실리콘 부품과 쿼츠, 세라믹 부품 등을 생산하고 있다. 매출은 2022년 186억원에서 지난해 1606억원으로 늘어 3년간 연평균 105% 성장했다. 지난해 영업이익률은 32%로 업계 최고 수준을 기록했다. 올 1분기에도 매출 441억원, 영업이익 135억원을 올리며 성장세를 이어갔다.사업 포트폴리오 확대에도 속도를 내고 있다. 식각·증착·확산 공정 등에 사용되는 쿼츠 부품은 형상 가공부터 세정까지 전 공정을 내재화해 양산 체제를 구축했다. 쿼츠는 웨이퍼를 지지하거나 고온·고부식성 화학물질로부터 장비 내부를 보호하는 핵심 소재다. 반도체 선단 공정에서 활용이 늘고 있는 화학기상증착 실리콘카바이드(CVD-SiC) 부품 생산라인도 내년 상반기 구축할 계획이다.
정밀 가공 기술도 경쟁력으로 꼽힌다. CMTX는 식각 공정용 실리콘 전극에 최대 2000개의 미세 가스홀을 균일한 직경으로 가공하는 기술과 10마이크로미터(㎛) 이하 평탄도를 구현하는 초정밀 가공 기술을 확보했다. 가스홀은 식각 공정에 필요한 가스를 웨이퍼 위로 균일하게 분사하는 통로로, 홀의 크기와 간격이 조금만 달라도 식각 균일도와 반도체 수율이 떨어질 수 있다. 회사는 에칭과 세정, 파티클 측정 공정을 자동화해 품질 편차를 최소화한 것도 경쟁력으로 내세우고 있다.
생산능력 확대에도 나선다. CMTX는 경북 구미 M캠퍼스에 약 600억원을 투자해 신공장을 건설 중이다. 내년 공장이 본격 가동되면 생산능력은 현재보다 두 배 이상으로 늘어날 전망이다. 회사 관계자는 “차세대 반도체 공정에 필요한 초고순도 실리콘 소재와 부품 기술을 지속적으로 확보해 글로벌 시장 경쟁력을 강화하겠다”고 말했다.
구미=이광식 기자 bumeran@hankyung.com
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