기술패권 경쟁시대, 첨단산업 초격차 이끄는 우수나노기업-⑱에스엠티 한상효 대표

“에스엠티, 고성능·고신뢰성 개스킷 개발로 반도체 기술발전 주도 ”

■에스엠티에 대한 소개를 부탁드린다

’14년에 설립된 ㈜에스엠티(SMT)는 반도체 플라즈마 공정장비에 적용되는 열전도성 개스킷(gasket) 및 EMI(Electromagnetic Interference) 차폐용 RF 개스킷 등과 같은 기능성 개스킷 제품을 원소재 단계부터 개스킷 완제품까지 개발·생산하고 있는 기업이다.

현재 국내 삼성전자 및 SK하이닉스와 해외 TSMC, YMTC 등 주요 반도체 칩 제조기업을 고객으로 하고 있으며 △TEL △세메스 △AMEC 등과 같은 반도체 공정장비 제조기업들에도 제품을 공급하고 있다.

고특성의 다층 박막형 열전도성 및 EMI 차폐 특성을 갖는 소재를 구현하기 위해서는 나노미터급 세라믹·카본계 초미세 필러 소재에 대한 응용 기술과 다층 박막형 필름 제품에 대한 나노 구조 설계와 같은 기술의 적용이 필요하다.

특히 최근에는 반도체 핵심 8대 공정 중 HBM(High Bandwidth Memory)이나 3D NAND와 같은 고적층 구조를 구현하기 위해 가장 중요한 역할을 하는 건식식각(dry etching) 공정용 플라즈마 장비의 사양이 고도화됨에 따라, 이에 적용되는 기능성 개스킷 제품의 특성도 점점 고급화·상향화되고 있는 상황이다.

에스엠티는 시장의 기술적 니즈(needs)를 충족시키고 반도체 칩 및 장비 제조 고객이 필요한 고사양의 제품을 적기에 공급할 수 있도록, 나노 기술을 활용한 새로운 개념의 신소재를 설계·개발하고 이를 고성능의 개스킷 제품으로 활용하는 연구를 활발하게 수행하고 있다.

■현재 개발 중인 주요 제품과 상용화 계획은?

최근 3D NAND 메모리 제조 시 적층수가 400층 이상 수준까지 증가해, 이러한 수직 적층 구조를 구현하는데 있어서 핵심 공정인 채널홀 식각(channel hole etching) 공정에 사용되는 장비의 사용 전력도 수십 kW 수준으로 높아졌다. 이에 따라 반도체 건식식각 공정장비의 상부전극 역할을 하는 샤워헤드(showerhead)의 발열문제가 심각하게 대두되고 있으며, 이를 해결하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다.

또한 고적층 채널홀 식각 시 고종횡비 컨택(HARC, High Aspect Ratio Contact) 구조를 구현하기 위해 극저온(cryogenic) 환경을 채택하게 됐고, 기존 불화탄소(CxFy)계 식각 가스에서 불화수소(HF)계 식각 가스로 변화됨에 따라 고부식성 환경에서 사용 가능한 고신뢰성 소재에 대한 기술적 니즈가 대두되고 있다.

에스엠티는 이러한 시장의 기술적 니즈를 반영해 20 W/mK 이상급의 고열전도성·고내부식성을 갖는 고특성 개스킷 소재를 개발하기 위해 나노 구조를 갖는 코어쉘(core-shell) 필러를 적용해 열적·전기적 특성을 고도화하고, 페닐계 및 불소계 폴리머를 적용해 극한 환경에서 신뢰성을 가질 수 있는 복합소재를 개발함으로써 고객의 니즈를 충족시킬 수 있는 제품 개발에 매진하고 있다.

이러한 고특성, 고신뢰성 소재를 적용한 일렉트로드 개스킷 제품 개발은 연내에 소재 개발을 완료하고, ’26년 상반기 내에 고객 평가를 거쳐 상용화를 완료하는 것을 목표로 추진하고 있다.

▲ 에스엠티의 고전압 Gasket(左), 열전도성 Gasket(右)

일렉트로드 개스킷 소재 연내 개발, ’26년 상반기 상용화 목표

개스킷 핵심 기능성 소재 인식, 고성능·고신뢰성 제품 출시 계획

■그간 상용화를 추진해온 경험을 바탕으로 상용화 성공을 위해 필요한 정부 지원(인재, 자금투자, R&D, 수요처 정보 공유 등)이나 규제개선 사항이 있으시다면

반도체 산업은 우리나라 전체 수출의 20% 이상을 점유할 정도로 가장 중요한 산업 중 하나로, 최근 들어 반도체 산업이 국가 안보와 직접적으로 연관되는 것으로 인식돼 각국에서도 반도체 산업을 발전시키기 위한 전략 수립에 고심하는 상황이다.

반도체 산업의 공급망(supply chain) 구조는 소기업부터 대기업까지 다양한 형태로 구성돼 있으며, 에스엠티가 포함돼 있는 반도체 공정장비용 기능성 소재부품 그룹은 중소기업 규모의 기업들로 구성돼 있다. 그러나 반도체 산업에서의 기술적 중요도에 비해 △필요한 정보의 공유 △연구 인력의 확보 △산업적 지원 등에서 혜택을 충분히 받지 못하고 있는 것이 현실이다.

반도체 소재·부품·장비 산업의 주요 지원 정책이 포토레지스트(PR)나, 에칭가스, Si 웨이퍼 등 규모가 큰 품목에 집중돼 있고, 기능성 개스킷과 같은 하위 소재 부품류 품목에 대해서는 지원이 충분치 않다보니, 반도체 칩 및 장비 제조기업에서 필요한 제품의 개발이 적기에 이루어지지 못하는 문제점이 나타나고 있다.

이로 인해 반도체 칩 및 장비 제조기업에서는 고가의 수입 제품을 사용함으로써 최종 제품의 가격경쟁력을 저해하는 요인으로 작용하고 있다. 따라서 반도체 공정장비용 소재부품 분야에서도 고객사와 공급사 간의 원활한 정보 공유 및 정부의 지원책도 같이 강구돼야 할 것으로 생각된다.

■향후 지속 성장을 위한 에스엠티의 대응 전략과 글로벌 시장 진출 계획은?

반도체 산업의 진화 속도는 인공지능(AI), 양자컴퓨터, 차세대 자율주행차 등의 산업 발전과 더불어 급속하게 빨라지고 있으며, 반도체 산업과 연관된 소재부품 분야의 발전 속도도 이를 따라가고 있다.

특히 에스엠티가 관련된 반도체 공정장비용 열전도성 및 EMI 차폐 관련 소재부품의 기술 수준도 이전의 단순 소모성 개스킷으로 인식되었던 것과는 달리, 최근에는 반도체 수율에 주요한 영향을 미치는 핵심 기능성 개스킷으로 인식됨에 따라 이에 대한 투자도 증가하고 있다.

따라서 에스엠티는 기술 발전 추세에서 주도적인 역할을 하기 위해 이제까지 구축된 소재 개발 역량을 바탕으로 시장의 니즈를 혁신적으로 해결할 수 있는 나노기술 기반 신소재를 개발, 이를 응용한 고성능·고신뢰성 개스킷 제품을 시장에 출시할 계획이다.

특히 최근 반도체 산업에서 영향력을 잃었었던 일본 시장이 다시 활성화됨에 따라 기존의 한국, 대만, 중국 시장 이외에 일본 시장에서도 고기능성 개스킷 분야에서 기술적으로 선점할 수 있도록 기술 마케팅을 강화할 계획이다.

또한 전 세계 반도체 시장에서 중요성이 커지고 있는 대만 시장에 대해서도 대만 현지 기업들과의 기술적 차별화를 바탕으로 고기능성 개스킷 제품의 점유율을 확대할 수 있도록 마케팅 전략을 강화할 계획이다.