바커케미칼이 반도체 소재 사업 포트폴리오를 강화하고 특수 반도체 화학 소재에 초점을 맞춰 사업을 확대할 계획이다.

글로벌 화학 기업 바커케미칼은 인공지능과 클라우드 컴퓨팅에서 고도로 복잡한 연산을 처리하는 데 중요한 역할을 하는 고집적 메모리 칩 및 마이크로프로세서 제조에 필수적인 특수 소재인 실란(silane) 전구체를 개발했다고 8일 밝혔다.

수년째 반도체 업계에 필요한 원재료와 첨가제 등을 공급하고 있는 바커 그룹은 유럽의 가장 큰 폴리실리콘 제조사로, 반도체용 폴리실리콘의 기술과 품질을 주도하는 세계적 리더로 각광받고 있다. 다결정 실리콘은 고순도 실리콘 웨이퍼 제조에 필요한 원재료이고, 고순도 실리콘 웨이퍼를 여러 단계에 걸쳐 가공하면 최종적으로 마이크로칩이 만들어진다. 마이크로칩 두 개 중 한 개는 바커가 생산한 초고순도 폴리실리콘으로 이뤄져 있다.

새로 개발된 실란은 반도체 제조 공정의 화학 기상 증착(CVD) 단계에서 사용되며, 웨이퍼 표면과 반응해 유전 상수가 낮은 초박막 절연층을 형성한다. 이 절연층은 촘촘히 배열된 연결 부품과 회로 간의 전자기 간섭을 차단해, 오작동의 우려 없이 안정적인 성능을 가진 고집적 마이크로칩의 제조를 보장한다.

오늘날 반도체 칩은 아주 작은 공간에 수십억 개의 트랜지스터가 결집한 형태를 지닌다. 소형화 기술의 진전으로 트랜지스터 수는 늘어나고 반도체 성능은 향상되고 있지만 그만큼 기술적 문제도 많은데, 반도체 미세 공정이 진화함에 따라 다이 내부에 여러 블록들이 더욱 더 가까운 거리에 밀집해 인접 블록 간에 노이즈 문제가 발생한다.

인접 블록 간의 노이즈를 해결하는 간단한 방법은 블록 간 거리를 띄우는 것이지만 이 경우 성능 저하가 발생한다. 거리를 좁히면서 노이즈를 차단하려면 차단막, 즉 격벽이 필요하며, 바커의 새로운 실란이 반도체 제조 공정에서 박막을 형성하는 중요한 전구체 역할을 한다. 가열된 초고순도 실리콘 웨이퍼의 표면과 반응해 유전상수가 낮은 절연층을 만드는데, 이는 연결 부품 사이에서 높은 주파수로 움직이는 전류에 대한 전자기 간섭을 막아준다.

박막 증착에 필요한 화학 물질인 전구체는 수년간 바커 제품 포트폴리오의 핵심 부분을 차지했고, 모든 주요 마이크로칩 제조사에서 이미 사용하고 있다. 바커 그룹이 이번에 새로운 실란 개발에 나선 것은 고도의 특수 반도체 화학 소재를 제품 포트폴리오에 포함하는 것이 그만큼 전략적으로 중요하기 때문이다.

토마스 코이니 바커 실리콘 사업 총괄 사장은 “당사 화학 분야 전문가들의 집중적인 연구 덕분에 마이크로칩 성능을 크게 향상하는 실란 개발에 성공했다”고 말하며, “인공지능, 자율주행, 클라우드 컴퓨팅 등 집중적인 연산 기능이 요구되는 애플리케이션에 필요한 만큼 이러한 칩의 중요성은 갈수록 커지고 있다”고 덧붙였다.

바커 실리콘 부문 기능성 솔루션 사업부 총괄 로랑 모리노 부사장은 “실란과 같은 특수소재는 개발비용이 높고 품질 요건이 까다로워 많은 경쟁사가 시장을 떠나고 있는 실정이지만 바커는 다르다”고 강조하며, “여전히 이 시장은 우리에게 상당히 매력적이며, 그만큼 우리는 앞으로도 이들 제품에 초점을 맞추고 사업을 확대할 계획도 있다”고 밝혔다.

한편, 바커는 반도체 공정에 필수적으로 사용되는 화학 소재도 제조 중이다. 바커가 생산하는 발열성 실리카가 포함된 연마 슬러리는 실리콘 웨이퍼를 연마하고 매끄럽게 만드는 기계적 연마 기능을 제공하는 소재다.

바커는 업계에서 요구하는 순도와 품질 요건을 충족하는 염화수소를 생산할 수 있는 몇 안 되는 기업 중 하나로 바커 그룹의 통합 생산 시스템에서 핵심적인 중간재이자 보조재로 자리 잡은 염화수소는 웨이퍼 식각이나 코팅 장비 세정 시 사용하면 이상적인 결과를 얻을 수 있다. 바커는 독일 부르크하우젠 생산 시설의 염화수소 생산 역량을 확장하기 위해 지난해 수천만 유로대 금액을 투자하기도 했다.