반도체 정밀도 핵심 ‘연마제’, 우리 기업 추격 거세다-반도체 연마제 분야, 국내기업 특허출원 활발

반도체 정밀도 핵심 ‘연마제’, 우리 기업 추격 거세다-반도체 연마제 분야, 국내기업 특허출원 활발

담당부서 유기화학심사과작성일 2021-06-28

 "반도체 정밀도 핵심 ‘연마제’, 우리 기업 추격 거세다

-  반도체  연마제  분야,  국내기업  특허출원  활발  -"

"#  인공지능,  자율주행자동차  등  시스템  반도체를  필요로  하는  4차  산업 기술의  빠른  성장과  더불어  낸드플래시  메모리의  본격적인  생산으로 반도체 수요가 폭증함에 따라, 반도체 소재기술도 함께 주목받고 있다.

#  반도체  연마제인  CMP  슬러리는  대표적인  반도체  소재기술로서,  미국과 일본의  글로벌  선도  기업들의  강세  속에서도  국내기업의  특허출원은 꾸준히 증가하고 있다."

"□ 특허청(청장  김용래)에  따르면,  CMP  슬러리  관련  특허출원은  2009년 87건에서  2018년  131건으로  연평균  4.7% 증가했다.

ㅇ 이 중 내국인의 출원  증가율은  6.1%로  외국인의  출원  증가율(3.6%)을 상회했고,  내국인의  출원  점유율은  2009년  39.1%에서  2018년에는 44.3%로  5.2%만큼  증가했다.  [붙임 1]

ㅇ  이는  국내  시장  점유율이  높은  글로벌  선도  기업들이  특허분쟁  등의 사유로  특허출원에  주춤한  사이,  국내기업들이  CMP  슬러리  국산화

비중 확대를 위해 꾸준히 노력한 결과로 보인다."

"반도체  소자는  다수의 얇은  막이  적층되어  있어 정밀도를  높이기  위해서는  막이 형성될 때마다  연마제와  패드를  이용하여  거친  면을  평탄화하는  공정이  필요한데,  이를  CMP* 공정이라 하고, 이 때 사용되는 연마제가 바로 CMP 슬러리이다. [붙임 2]

* CMP(Chemical  Mechanical  Polishing):  화학적  기계적  연마"

"ㅇ  최근  10년간(‘09년~’18년)  CMP  슬러리  분야  다출원인  중  1위는 케이씨텍이  차지하였고(건수,  점유율:  164건,  16.3%),  글로벌  기업인 후지미(124건,  12.4%),  히타치(85건,  8.5%),  캐보트(83건,  8.3%)가  뒤를 이었으며,  이  외에  삼성*(70건,  7.0%),  솔브레인(53건,  5.3%),  LG(25건, 2.5%)가 10위권 안에 포함되었다.  [붙임  3]

* 삼성은  삼성전자,  삼성에스디아이,  삼성디스플레이의  출원건수를  합산

ㅇ  특히  국내  중견기업인  케이씨텍과  솔브레인이  활발한  특허출원 으로  CMP  슬러리  분야에서  내국인  특허출원  증가를  견인하고 있는  점은  눈여겨볼  만하다.

□  세부   기술별로   살펴보면,   실리콘   절연막   슬러리   관련   출원 (36.4%,  365건)이  가장  많았다.  이어서  구리,  텅스텐  등  금속막  슬러리 관련  출원(28.9%,  290건),  연마입자  관련  출원(20.1%,  202건),  유기막, 상변화막 등 특수막 슬러리 관련 출원(7.5%,  75건) 순이었다. [붙임 4]

□  출원인  유형별로  살펴보면,  외국기업이  61.2%(614건),  국내기업이 37.5%(377건)로   국내외   기업들이   특허출원을   주도하였고,   기타 국내대학은     1.0%(10건),    국내연구소는     0.2%(2건),    외국대학은 0.1%(1건)로  저조했다.  [붙임  5]

□ 특허청  유기화학심사과  유밀  심사관은,  “우리  기업의  적극적인  특허 출원으로   CMP  슬러리  국산화  확대가  기대된다.”라며,  “반도체의 미세화,  고집적화는  계속  진행되고  있어서,  이러한  요구에  부합하는 CMP 슬러리에 대한 기술개발은 여전히 필요할 것”이라고 밝혔다.

※ 붙임:  CMP  슬러리  분야  출원인  국적별  출원동향  등"

붙임  1

CMP  슬러리  분야  출원인  국적별  출원동향  (2009~2018)

연도 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 계

출 원 건 수 내국인 34 26 20 40 38 30 61 36 46 58 389

외국인 53 43 83 63 61 57 82 49 51 73 615

내국인 출원점유율 39.1% 37.7% 19.4% 38.8% 38.4% 34.5% 42.7% 42.4% 47.4% 4 .3% 10 %

∎ 2019년에 출원된 건은 미공개건이 포함되어 있어서 분석대상에서 제외함

붙임  2

CMP  슬러리 기술 개요

 

○ CMP  슬러리는  반도체  소자  제조공정  중에  형성되는  얇은  막(박막)을 평탄화하는   공정에   사용되는   연마제를   말하며,   이   평탄화   공정을 CMP 공정이라  한다.

"○  CMP  슬러리는  기계적(Mechanical)  연마  역할을  하는  연마입자와

화학적(Chemical)  연마  역할과  각종  기능을  가진  화학첨가제가  혼합된 용액으로서,  연마입자는  실리카,  세리아  등의  금속산화물  세라믹  소재가

주로  사용되고,  화학첨가제의  종류와  조합은  매우  다양하다."

"○ CMP  슬러리는  연마  대상인  박막의  소재에  따라  달라지는데,  보통

절연막   슬러리와  구리,  텅스텐  등의  금속막   슬러리로  크게  구분할

수  있고,  비정질탄소막과  같은  유기막  슬러리도  있다."

"[CMP  공정과  CMP  슬러리]

○  CMP  공정은  화학적(Chemical)  연마와  기계적(Mechanical)  연마가 함께   이루어지는   하이브리드    공정으로서,   반도체   웨이퍼를   CMP 패드에   압착하고   이   사이로   CMP   슬러리를   흘려주면서   장비가 CMP  패드를  고속으로  회전시키면  연마(평탄화)가  이루어진다."

붙임  3

CMP  슬러리  분야  주요  출원인  출원동향  (2009~2018)

 

 

"연도

출원인" ’09 ’10 ’11 ’12 ’13 ’14 ’15 ’16 ’17 ’18 계 점유율

케이씨텍 4 1 4 23 28 12 29 13 24 26 164 16.3%

후지미 9 0 17 21 18 12 22 9 6 10 124 12.4%

히타치 10 11 16 3 12 7 4 3 7 12 85 8.5%

캐보트 5 2 4 5 8 12 23 11 8 5 83 8.3%

삼성* 5 8 6 5 2 7 11 7 8 11 70 7.0%

롬앤하스 5 2 10 7 1 5 3 8 1 17 59 5.9%

솔브레인 5 5 2 0 0 3 10 9 9 10 53 5.3%

바스프 1 6 14 8 5 7 7 2 1 1 52 5.2%

LG 13 6 3 2 1 0 0 0 0 0 25 2.5%

후지필름 3 1 3 1 0 0 3 0 6 5 22 2.2%

* 삼성은  삼성전자,  삼성에스디아이,  삼성디스플레이의  출원건수를  합산

 

 

붙임  4

세부  기술별  출원  현황  (2009~2018)

 

 

구분 "절연막

슬러리" "금속막

슬러리" 연마입자 "특수막

슬러리" 기타 계

출원건수 365 290 202 75 72 1004

비율 36.4% 28.9% 20.1% 7.5% 7.2% 100%

 

붙임  5

출원인  유형별  출원  현황  (2009~2018)

 

 

구분 외국기업 국내기업 국내대학 국내연구소 외국대학 계

출원건수 614 377 10 2 1 1004

비율 61.2% 37.5% 1.0% 0.2% 0.1% 100%