식각은 건식/습식으로 나뉨. 건식: 특수가스 사용 습식: 에천트(식각액) 사용

식각은 건식 식각(Dry etching)과 습식 식각(Wet etching)으로 나뉜다. 건식 식각은 비등방성의 특징 때문에 정밀한 식각이 필요할 때(미세 패턴 구현) 사용된다. 장비에 식각을 위한 특수가스를 주입한 후 플라즈마, 스퍼터링 등 다양한 방법으로 식각하고자 하는 부분을 제거하는 방식이다. 건식 식각에 주로 사용되는 특수가스를 대응하는 국내업체는 SK specialty, 원익머트리얼즈, 티이엠씨, 한솔케미칼, 후성 등이 있다. 습식 식각은 액체인 에천트(Etchant)를 사용해 식각하는 방식으로 정밀한 식각 보다는 높은 선택비를 통한 많은 양의 식각을 필요로 하는 곳에 사용한다. 에천트 제조업체는 솔브레인, 이엔에프테크놀로지 등이다.

NAND: 높이 쌓는 만큼, 많이 깎아야 한다 

삼성전자와 SK하이닉스가 양산 중인 176단은 더블 스택을 채택하고 있고, 삼성전자는 128단까지 싱글스택을 고수했었다. 싱글 스택이든, 더블 스택이든 결국 3D NAND는 단수를 높이며 저장용량을 증가시키는 방향으로 발전 중이다.

3D NAND 단수 증가가 식각 소재업체들에 미치는 영향은 1) 몇 단이 쌓이든 질화막은 고선택비 식각액으로 제거해 주어야 하고, 2) 높아진 NAND 높이를 홀에칭해 줄 특수가스(Xe) 수요가 증가한다는 것이다

질화막 식각에 사용되는 고선택비 인산계 에천트는 솔브레인이 삼성전자와 SK하이닉스에 독점적 지위로 공급 중이기 때문에 지속적인 수혜를 예상한다. 92단 이상 부터는 기존에 사용하던 CF 계열의 특수가스로는 에칭 홀 형성이 어려워 Xe(제논) 가스가 주로 사용되고 있고, 원익머트리얼즈와 티이엠씨가 고객사에 공급 중이다.

GAA 공정은 Si / SiGe의 순차적 증착 및 SiGe 제거 필요

삼성전자가 3nm부터 도입할 GAA(Gate-All-Around) 구조 트랜지스터는 Si,SiGe를 순차적으로 Epitaxial 방식으로 적층하는게 첫번째 공정이다. 이후 산화막(더미 게이트)를 증착시키고 더미 게이트를 제외한 나머지 부분을 건식식각해 준다. 이후 소스와 드레인 형성을 위한 폴리실리콘을 증착해주고, 더미 게이트를 제거한 후 SiGe를 선택적으로 식각해 제거해 준다.

SiGe 증착 소재, 식각 소재 업체들의 수혜 예상 솔브레인의 수혜 폭 클 것

GAA와 FinFET 공정은 결국 Si/SiGe를 Epitaxial 방식으로 적층 해주는지의 여부에서부터 차이가 난다. Epitaxial이란 단결정 격자 상태인 웨이퍼 위에 동일하게 격자 형태로 물질을 성장시키는 것을 의미한다. SiGe층 증착을 위한 프리커서/특수가스를 제조할 수 있는 한솔케미칼, 원익머트리얼즈, 오션브릿지 등의 수혜가 기대된다. SiGe층 식각은 건식 식각과, 습식 식각 모두 다 가능하나 건식 식각의 에칭 속도와 선택비 한계로 초산계(아세트산) 에천트가 사용될 것으로 예상되며 솔브레인과 한솔케미칼의 수혜를 예상한다. SiGe 식각은 아세트산(CH3COOH), 과산화수소(H2O2), 불화수소(HF)를 섞은 에천트를 사용할 것이기 때문이다.