화학저널

DIC, i선 레지스트 폴리머 공급 확대 … 최첨단 AI 반도체 수요 공략

AI(인공지능) 트렌드가 반도체 후공정 시장에서 새로운 수요를 창출하고 있다.
DIC는 반도체 포토레지스트용 폴리머로 AI 반도체 수요를 공략할 계획이다. 특히, 생성형 AI 컴퓨팅에 필수적인 HBM(광대역폭 메모리)에서 DRAM을 적층하고 TSV(실리콘 관통전극)를 형성할 때 깊고 직선적인 패터닝이 가능한 후막 i선 레지스트를 활용하는 것으로 알려졌다.
DIC는 레지스트 후막 형성 및 미세화에 기여하는 페놀수지(Phenolic Resin) 특수 그레이드 등으로 AI 반도체 관련 수요를 흡수하고 레거시 반도체 배선 형성 등 전공정용과 함께 공급을 확대할 계획이다.
i선 레지스트는 해상력 한계가 250나노미터로 평가돼 전공정에서 파워반도체 등 레거시칩 패터닝에 사용하는 인식이 강하나 앞으로는 AI 반도체를 포함하는 첨단영역 후공정 적용에 초점이 맞추어질 것으로 예상된다.
포토레지스트용 폴리머 후발주자인 DIC는 i선 레지스트용 등 페놀 노볼락수지(Novolac Resin)를 공급하고 있다.
DIC는 i선 뿐만 아니라 레지스트층 외의 포토리소그래피 소재를 포함한 광범위한 용도에서 채용실적을 확보했으며 최근 구조가 상이한 신규 폴리머 개발에 주력하고 있다. 
2018년에는 첨단 패키징 실장 프로세스를 조준하고 특수 노볼락을 개발한 바 있다.
DIC는 특수 노볼락으로 포지티브 PI(Polyimide)에 기능을 부여하는 첨가제 시장을 개척하고 있다.
노볼락에 독자적인 분자골격을 적용해 후막 형성에 기여하면서 기술 난도가 높았던 내열성과 유연성을 양립시켰다. 또 포지티브형 PI를 적용한 미세 패터닝을 0.5-1.0마이크로미터까지 개선할 수 있다는 점도 메리트이다. 
이미 다양한 프로세스에서 채용실적을 확보했으며 2022년에는 호쿠리쿠(Hokuriku) 공장의 증설도 실시한 것으로 알려졌다.
반도체는 전공정에 이어 후공정 미세화가 진행되면서 패키징 기술은 다양화하고 있다.
후막 i선 레지스트는 일부 레지스트 생산기업이 재배선층(RDL) 형성용 등으로 제안하고 있으며 현재 액상 감광재를 활용한 RDL 형성이 주류를 차지하는 가운데 2마이크로미터 이하의 선폭이 가능한 포토레지스트로 전환이 필요할 것으로 예상된다.
DIC 역시 i선 레지스트의 고성능화에 기여하는 특수 노볼락 등으로 AI 반도체 트렌드에 대응할 방침이다.
반도체 전공정에서는 최첨단 미세회로 패터닝에 필요한 EUV(극자외선) 프로세스가 증가하고 있으나, 가공 치수에 여유가 있는 논 크리티컬 레이어(Non-Critical Layer)에서는 여전히 i선 레지스트 등이 사용되고 있으며 반도체 수요 증가를 타고 양적으로도 확대될 것으로 예상된다.
DIC의 레지스트용 폴리머 사업은 2023년 인수합병(M&A)을 통해 커다란 전환점을 맞이했다. 
프랑스 화학 메이저 PCAS의 캐나다 사업을 인수하고 Innovation DIC Chemitronics로 회사명을 변경했으며 2023년 가을 반도체 시장 회복에 대비해 퀘벡(Quebec) 공장 증설공사에 착수했다.
퀘벡공장은 레거시 반도체용 소재를 주로 생산하고 있으나 광범위한 폴리머 정밀중합이 가능해 호쿠리쿠 공장과 마찬가지로 i선 레지스트용 페놀 노볼락과 불화크립톤(Krf) 레지스트용 PHS(Polyhydroxy Styrene)도 상업생산하고 있다.
아크릴(Acryl)계가 주류인 불화아르곤(ArF) 레지스트용 폴리머도 생산하고 있으며 앞으로 EUV 등 첨단 레지스트용 양산화를 앞당겨 모든 세대의 반도체 프로세스를 커버하는 전방위 전략을 추진할 방침이다. (윤)