일본의 토토, 칩 제조 분야에서 풍부한 아이디어를 선보이다.
토토는 주로 고급 변기와 위생 세라믹 분야에서 알려져 있지만, 회사가 보유한 세라믹 생산 전문 지식은 반도체 제조 분야에도 충분히 적용될 수 있습니다. 토토는 1980년대부터 현대 반도체 제조에 필수적인 정전기 척(e-chucks)을 공급하며 입지를 다져왔으며, 니케이에 따르면 이 제품군에서 나오는 영업 이익은 올해 1억 달러를 넘어설 것으로 예상됩니다.
현대 반도체 제조 과정에서 정전기 척(ESC)은 기계적 클램핑이나 진공 방식 대신 정전기력을 이용해 실리콘 웨이퍼 또는 다른 기판을 단단하게 고정하는 핵심 부품입니다. ESC는 EUV 리소그래피, 플라즈마 식각(plasma etching), 화학 기상 증착(CVD), 물리 기상 증착(PVD) 등 웨이퍼의 정밀한 위치 제어와 최소 오염이 필수적인 다양한 칩 생산 단계에 사용됩니다.
과거 e-chucks는 CVD, PVD, 플라즈마 식각 공정에 주로 사용되었지만, DUV 리소그래피 공정은 주변 환경 또는 침지액 상태에서 진행되었기 때문에, 웨이퍼 아래의 진공 시스템만으로도 웨이퍼의 평탄도와 위치 유지에는 충분했습니다. 하지만 EUV 공정은 상황을 크게 변화시켰습니다. EUV 리소그래피는 매우 짧은 13.5nm 파장대에서 작동하며, EUV 빛의 흡수를 막기 위해 고진공 환경이 요구되기 때문입니다. 이에 따라 반도체 제조업체들은 이러한 환경에서 사용이 용이한 e-chucks를 진공 척 대신 채택하고 있습니다. 또한 e-chucks는 균일한 고정력을 제공하여 스트레스를 줄이고, 변형을 최소화하며, 오버레이 및 최소 선폭(CD) 제어 성능을 향상시키는 장점을 가지고 있습니다.
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웨이퍼 하나를 가공하고 칩을 만드는 과정은 4,000단계가 넘습니다. 최근 몇 년간 EUV 공정의 사용량이 증가하는 추세에 따라, 정밀한 웨이퍼 위치 제도가 요구되는 단계와 함께 ESC 사용량도 꾸준히 늘어나면서 토토의 매출과 이익을 견인하고 있습니다. e-chucks에 사용되는 세라믹 소재는 강도가 높고 균열에 저항성이 뛰어나야 합니다. 토토는 변기 제조업을 통해 축적된 오랜 노하우를 활용하여 성형 및 소성 전문 지식을 바탕으로 균일한 특성을 가진 소재를 개발해 왔습니다. 그러나 이 분야의 경쟁은 심화되고 있습니다. e-chucks 시장에서 토토는 칩 장비 제조사 및 Applied Materials와 강력한 관계를 맺고 있는 신코 일렉트릭 인더스트리(Shinko Electric Industries)와 경쟁하고 있습니다.
자사의 입지를 공고히 하기 위해 토토는 제조 부문에 대규모 투자를 단행했습니다. 2020년에는 일본 오이타에 세라믹 생산 시설을 건설하는 데 118억 엔을 지출했으며, 2020년 4월부터 2024년 4월까지 세라믹 생산 인력을 약 20% 늘렸습니다. 기요타 노리아키 사장(Noriaki Kiyota)에 따르면, 새로운 공장 건설 계획도 검토 중입니다.
토토는 2024 회계연도에 세라믹 부문에서 영업이익 200억 엔(1억 3천만 달러)을, 약 40%의 마진율을 달성할 것으로 예상하고 있습니다. 이는 회사의 전체 예상 마진율 7%보다 훨씬 높은 수치입니다. 나아가 2026 회계연도까지 이 수치를 250억 엔까지 끌어올리고 제품군을 확장하는 것을 목표로 하고 있습니다.
토토의 영역은 이제 웨이퍼 가공 단계를 넘어 커팅 및 패키징과 같은 다운스트림 단계로 확장되고 있습니다. 보고서에 따르면, 3차원 칩 적층에는 새로운 기판(base substrate) 기술이 필요하며, 이 과정에서 세라믹이 더욱 핵심적인 역할을 할 것으로 기대됩니다.
토토의 기요타 노리아키 사장은 니케이에 "상승과 하강의 기복이 있더라도 반도체 산업은 의심할 여지없이 기하급수적으로 성장할 것"이라고 밝혔습니다.