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반도체, 삼성전자

반도체의 미래 [EUV용 펠리클] "에프에스티"

by 투자하는 아재 2023. 2. 8.
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안녕하세요 "투자하는 아재"입니다.

 시작에 앞서 이 글은 종목을 추천하는 것이 아닌 제가 공부한 것을 공유하고자 하는 것이니 참고만 해주시길 바랍니다.

오늘은 EUV용 펠리클에 대해서 이야기하겠습니다.  아시겠지만 EUV펠리클은 수 억 원대의 EUV용 포토마스크를 보호해 주는 역할을 해서 수명을 연장시켜 수익성 향상에 그 목적이 있다고 하겠습니다. 관련 기업으로는 국내 DUV용 펠리클 점유율 80%로 1위인 FST(에프에스티)와 국내 EUV용 블랭크 마스크의 최강자 에스앤에스텍(S&Stec)이 있습니다.

사업보고서를 중심으로 이야기하고 관련 기업의 특허 기술과 주담과의 통화로 이야기 하고 마무리 짓도록 하겠습니다.

에프에스티 

에프에스티-주요 제품-현황
22년 반기 사업보고서에서 발취

22년 반기 사업보고서 발취 영위하는 사업으로는 펠리클 관련 비중이 43.51%, 칠러 장비(챔버 내 온도를 제어하는) 53.74%를 주로 하는 기업입니다.

연구 개발-담당 조직-연구 개발 비용
연구개발 비중의 변화(34기-20년, 35기-21년, 36기-22년)

최근 매출 대비 연구개발비 비중이 4.71%->8.16%->11.16%로 커져 가는 것을 알 수 있습니다.

(벌크업을 위해 충분한 단백질을 보충 중)

회사 현황-칠러-펠리클-주력
회사 현황1

칠러(Chiller)는 챔버(Chamber) 내의 온도를 일정하게 유지시켜 공정의 효율과 수율을 개선하는 장비입니다.

자회사-화인세라텍-에스피텍-에프엑스티-이솔
회사현황2

FCT은 화인 세라텍을 말하며, MLC(Multi Level Cell)은 낸드 플래시의 저장 방식을 말합니다

에스피텍은 Frame 전문 회사입니다.

에프엑스티가 생산하는 Focus Ring는 반도체 식각 장비에 들어가는 소모성 부품으로 플라스마 밀도를 균일하게 하는 역할을 합니다. 여기서 SIC Focus Ring은 실리콘 카바이드 소재의 포커스 링을 이야기합니다.

이솔은 각종 관련 특허를 보유하고 있는 기술력 있는 자회사입니다.

신규사업-EUV Pellicle mounter & demounter-EUV Pod검사장비-EUVO-Infrastucture-극저온/극고온Chiller-화인세라텍-Probe Card-MLC
신규사업 등의 내용 및 전망1
종속회사-애스피텍-EUV-프레임-에프엑스티- CVD-SiC-이솔-cEPTR-SREM-FREM-Xe LPP-EUV광원
신규사업 등의 내용 및 전망2
계열회사-상장사1-비상장8-오로그테크놀로지(상장)
계열회사 현황

 FST는 오로스테크놀로지(계측장비)도 지분 33.54% 정도를 보유하고 있습니다.

연구개발현황-EUV펠리클-차세대펠리클-고분자불소활용DUV광원개발-하이브리드 전기 칠러개발-고온 Heatexchanger개발-극저온형칠러-EUV Source-EUV 펠리클검사장비-EUV pod 검사장비-EPMD(EUV Pellicle MountT&Demount)
연구 개발 현황 / 내용

 

위의 내용 관련해서 IR담당이신 최 OO부장님과의 통화내용을 여러분과 공유하겠습니다.

1. 부장으로 승진하셨던데 축하드립니다.
- 아 네, 감사합니다.

2. 반기 보고서에 나온 내용 중에  23년 말 Risk Production 대응 가능 준비 목표라고 밝혔는데 그 의미가 무엇입니까?
- 준비와 계획을 잘하겠다는 의미입니다.(개인적으론 삼성 전자에 납품 가능하도록 잘 준비하겠다고 들렸음)

3. MeSi-based(메탈 실리사이드)라는 것이 알려진 바에 따르면 Zrsi2(지르코늄 실리사이드) 기반이라는데 맞는 것인가요??
- 네, 맞습니다. 이 내용은 2세대 high-end급을 위한 내용으로 이외의 다양한 소재 연구를 하고 있습니다.
 1세대 EUV펠리클은 SiC(실리콘 카바이드)가 될 것 같습니다.

4. high-end급이라는 것은 ASML의 High-NA장비 관련 EUV용 펠리클을 말하는 것입니까?
-네, 맞습니다.

5. 최근 공개된 특허인 질화붕소 나노, 카르빈, EUV 펠리클 막, 통기성 프레임 관련도 EUV 펠리클 2세대를 위한 특허입니까?
- 네, 그렇습니다. 2세대 High-NA(ASML) 장비에 적합한 EUV 펠리클을 만들기 위해 다양한 소재 및 다양한  연구를 시행 중입니다.

6. EUV펠리클 검사장비와 pod검사장비, EPMD(EUV Pellicle Mount Demounter) 장비 관련 진행사항은 어떻습니까?
- 고객사 시험 운영 및 테스트 및 개선 활동 진행 중이며, 준비하고 있습니다(개인적인 생각으론 삼성의 부름을 기다리고 있습니다로 들림)

7. 통화에 응해주셔서 감사합니다
- 네, 수고하세요

 

주요주주현황-대주주 장명식-시엠테크놀로지-삼성전자
FST주주 현황

사실상 (주)시엠 테크놀로지는 둘째, 셋째 자녀들이 이사로 있는 기업이기에 실질적인 장명식 FST 회장의 지분율은 24.2%로 봐도 무방해 보입니다.(장남은 사내이사로 신임됐음, 22년 반기보고서)

기업에 관해서는 이 정도로 이야기하고 관심이 더 있으신 분들은 전자공시시스템에서 확인하시면 기업에 대해 더욱 깊이 있게 이해하실 수 있을 것 같습니다.

 

그렇다면, 이제 본격적으로 펠리클에 대해서 이야기하도록 하겠습니다.

 

펠리클은 구성품은 프레임과 멤브레인으로 구성되어 있습니다. 제가 이해한 바로는 멤브레인은 펠리클 박막을 고정시켜 주는 역할을 합니다. 액자에서 액자틀이라고 쉽게 이야기할 수 있을 것이고, 프레임은 펠리클 박막과 멤브레인을 포토마스크에 고정시켜 주는 역할을 하는 지지대 정도로 이야기할 수 있을 듯합니다.

DUV-Full size-Pellicle
펠리클(DUV, Full size)
여기서 중요한 것은 Full-size의 펠리클입니다. 실제 활용하기 위해선 포토 마스크를 충분히 덮을 수 있는 full-size의 펠리클이 필요한데 EUV용 박막은 큰 사이즈에선 뒤틀림과 변형이 일어나기 쉽기 때문에 균일한 박막의 두께를 유지하기 힘들어집니다. 더욱이 1편에서 이야기했듯이 EUV용 펠리클은 일반적인 DUV용 펠리클보다 훨씬 더 얇은 박막의 두께와(투과율) 내구성을 필요로 하기에 현재 ASML정도만이 삼성전자에서 요구하는 스펙(투과율 90% 이상..)을 충족하여, 23년부터 투과율 90%의 ASML의 EUV용 펠리클(MK 시리즈)을 도입하기로 한 것으로 알려졌습니다.

 

기존 DUV용 펠리클은 이러한 구성품의 재질을 각기 다른 재질로 만들어 접착을 하였습니다. 하지만 EUV용 펠리클로 들어서면서 기존의 이러한 방식은 여러 가지 문제점을 만들어 냈습니다
1. 기화(Out gasing) 문제
- 이러한 구성품들을 접착하는 접착제가 불순물(Particle)로 작용

2. 각기 다른 열팽창 계수에 따른 열변형 문제
- 각기 다른 소재의 각기 다른 열팽창 계수에 의한 뒤틀림 발생
 FST는 이러한 문제를 해결하기 위해 아래와 같은 특허를 냈습니다.
일체형-프레임과 멤브레인-펠리클-제조장치-특허-개요
일체화된 맴브레인, 프레임을 포함하는 펠리클 제조방법 특허1

 

일체화-프레임-멤브레인-제조방법
일체화된 맴브레인, 프레임을 포함하는 펠리클 제조방법 특허2
펠리클- 프레임-제조방법- 펠리클 제조장치
일체화된 맴브레인, 프레임을 포함하는 펠리클 제조방법 특허3

3D 프린트를 이용한 특허입니다. 위의 Out gasing과 열팽창 계수에 의한 뒤틀림을 해결하기 위하여 열팽창 계수가 비슷한 재질로, 접착하지 않고 3D 프린팅 기술을 이용하여 EUV펠리클 박막, 멤브레인, 프레임을 일체형으로 만들겠다는 것입니다.

작년 말 최재혁 부사장은 21년 12.22 포스코타워 EUV 생태계 콘퍼런스에서 EUV 펠리클 로드맵을 발표하였습니다.

2023년 1세대(가칭) EUVP(EUV용 펠리클) 양산하고, 25년 ASML의 HIGH-NA에 대응할 수 있는 EUVP를 개발하겠다고 밝혔습니다.

아래의 특허 내용은 FST의 2세대 EUVP에 관한 내용입니다 즉, ASML의 High-NA장비에 대응하기 위한 내용이라 보시면 됩니다
EUV-펠리클-프레임
펠리클 프레임관련 특허
EUV-펠리클- 프레임-특징
펠리클 프레임관련 특허 내용- 통기성 확보하면서 기계적 강도를 높이기위한 특허
EUV-펠리클- 프레임-효과
펠리클 프레임관련 특허의 효과- 통기성 확보, 기계적 강도 우수, 아웃가스 발생 최소화, 열 방출 용이

 

카르빈-EUV-펠리클 막-제조방법
카르빈 층을 포함하는 펠리클 제조방법
카르빈-EUV-펠리클 막-실리콘 코어층 단점-그래핀 코어층 단점-캐핑층의 의의
카르빈 층을 포함하는 펠리클 제조방법- 실리콘 코어층의 단점, 그래핀 코어층의 단점, 캐핑층의 의의
카르빈-EUV-펠리클 막-장점
카르빈 층을 포함하는 펠리클의 장점- 별도의 캐핑층이 필요하지 않음, 열적 안정성이 높고 강도가 높음1
카르빈-EUV-펠리클 막-제조방법-장점-특징
카르빈 층을 포함하는 펠리클의 장점- 별도의 캐핑층이 필요하지 않음, 열적 안정성이 높고 강도가 높음2
카르빈-EUV-펠리클 막-도식
카르빈 층을 포함한 펠리클 도식화

 


 

질화 붕소 나노-EUV-펠리클 막-제조방법
질화 붕소 나노 구조 층을 포함한 펠리클 막 제조 방법
질화 붕소 나노-EUV-펠리클 막-제조방법-효과
질화 붕소 나노 구조 층을 포함한 펠리클 막의 효과- 열적 안정성, 강도가 매우 높음, 활성 수소에 매우 강함, 케핑층이 강제되지 않음

 

질화 붕소 나노-EUV-펠리클 막-제조방법-도식
질화 붕소 나노 구조 층을 포함한 펠리클 막 도식화

 


EUV-펠리클 막
펠리클 막에 관한 특허
EUV-펠리클 막-효과
펠리클 막에 관한 특허- 수소 라디칼에 의한 손상 최소화한다는 장점
EUV-펠리클 막-효과-특징-장점
펠리클 막에 수소 라디칼의 발생과 대책
EUV-펠리클 막-도식1
펠리클 막에 관한 특허에 대한 펠리클 도식화1
EUV-펠리클 막-도식2
펠리클 막에 관한 특허에 대한 펠리클 도식화2
EUV-펠리클 막-도식3
펠리클 막에 관한 특허에 대한 펠리클 도식화3

통기성-EUV-펠리클-프레임
통기성 확보된 펠리클 프레임 관련 특허
통기성-EUV-펠리클-프레임-효과
통기성 확보된 펠리클 프레임 관련 특허-통기성을 확보하면서도 기계적 강도 우수, 아웃 개싱 방생 최소화, 파티클 유입 방지, 열 방출 용이1
통기성-EUV-펠리클-프레임-해결하려는 과제
통기성 확보된 펠리클 프레임 관련 특허-통기성을 확보하면서도 기계적 강도 우수, 아웃 개싱 방생 최소화, 파티클 유입 방지, 열 방출 용이 2

 

이상입니다. 로드맵상 25년 2세대 EUVP개발을 위해 다양한 연구와 특허를 출원하고 있는 것으로 이해하시면 될 것 같습니다

그리고, 앞의 주담 통화에서 봤듯이 23년 1세대 EUV펠리클은 SiC거의 확정적인 것 같습니다.

여기서 아셔야 할 점이 "특허는 출원 신청 후 약 1년 6개월 후 공개"됩니다

시간적 괴리가 있을 수 있는 점 참고하시길 바랍니다

 추가로 최근 공시에 따르면 100% 자회사인 "클라넷"을 흡수 합병하기로 했습니다. 합병목적으로는 시너지를 창출하고 비용절감을 통한 경영의 효율성 달성을 통해, 경쟁력 및 주주 가치를 극대화하기 위함으로 알려졌습니다.

클라넷은 2017년 독일 CS CLEAN Solution과 50:50으로 합작 법인으로 설립한 회사로 Scrubber 사업 진출을 위해 설립했던 회사입니다. 현재 친환경 Scrubber의 중요성이 부각되는 상황에서 관련 분야의 시장 진출을 위한 본격적인 행보가 될지 기대해 봅니다.

Scrubber(스크러버)

스크러버는 액체를 이용하여 가스 속에 부유하고 있는 고체 또는 액체 입자를 포집하는 장치를 말합니다. 일반적으로 액체에는 물을 사용하지만 사용하는 가스, 기체, 입자의 특성에 의해서 다른 액체로 대체되기도 합니다. 우선 액체를 먼지를 포함한 가스 속으로 분산시켜, 입자와 액체 방울과의 충돌, 확산에 의한 미소 입자의 접촉, 습도 증가에 의한 입자의 부착 응집, 액막에 의한 포집 입자의 재비산 방지, 응축에 의한 입자 지름의 증대등에 의해 입자의 포집을 쉽게 만들게 합니다.

서두에서도 이야기했지만 이 글은 투자를 위한 공부를 하기 위한 것입니다.

위의 내용은 투자에 참고함에 목적이 있습니다.  투자는 오롯이 본인의 책임입니다

여러분의 성투를 기원합니다.

 

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