와이씨켐 사업보고서 (2022.12)
2. 주요 제품 및 서비스

가. 주요 제품

(1) Photo 소재 (Photochemical Materials)

(가) 포토레지스트 (Photoresist)

반도체(Semiconductor)란 원판 형태의 실리콘 웨이퍼(Wafer) 위에 반도체 집적회로(Semiconductor integrated circuit)을 만들어 다양한 기능을 처리하고 저장할 수 있도록 한 것을 말합니다. 반도체의 집적도가 경쟁적으로 증가하면서 구성하는 단위 소자들 역시 더 작게 만들어야 하기 때문에 이를 구현하는 공정 기술이 매우 중요합니다. 최근에는 아래 그림과 같이 두 층 사이에 하드마스크 층(hardmask layer)이라는 유기물 층을 형성시켜 후속으로 이어지는 여러 차례의 식각 과정을 견디고 미세패턴이 만들어질 수 있도록 합니다. 반도체 회로가 그려진 후에는 회로 패턴을 제외한 나머지 부분을 제거해 내는 식각(Etching) 공정이 이어집니다.

당사는 나노미터 급 고집적 반도체 제조에 필수적인 포토레지스트 조성물을 생산하여 공급하고 있습니다. 당사는 365nm 파장에 대해 필름 두께가 0.1um에서 6.0um인 공정 적용을 위한 i-Line Photoresist 제품과 248nm 파장에 대해 필름 두께가 0.30um에서 16.0um 공정 적용을 위한 KrF Photoresist 제품을 양산 공급하고 있습니다. 각각의 파장별 제품군에서 Positive와 Negative type Photoresist를 모두 제조 가능하며, 최신 기술을 포함한 다양한 Packaging Processes를 위한 Photoresist를 개발하고 상용화했습니다. Packaging Processes용 Photoresist는 Wafer Level RDL, TSV를 포함한 광범위한 생산 기술에 사용할 수 있습니다.

반도체 패턴 형성 과정은 아래 그림과 같이 진행됩니다. 실리콘 기판 위로 카본 계열과 하드마스크가 올라가고 가장 위에 PR이 도포되며, 노광작업 후 실리콘과 카본, 기판 패턴을 단계적으로 식각한 뒤 막 찌꺼기를 없애는 애칭 공정까지 마치면 최종 패턴이 완성됩니다.

(나) SOC (Spin On Carbon Hardmask)

하드마스크 공정은 포토레지스트의 부족한 식각 내성을 확보할 수 있는 하드마스크 막질을 포토레지스트 층의 아래에 형성하여 포토레지스트 패너닝 한 후 포토레지스트의 패턴을 이용하여 원하는 피식각층을 식각하는 공정입니다. 반도체의 선폭이 미세화됨에 따라, 70nm 이하의 패턴을 구현함에 있어, 기존처럼 두꺼운 두께(>300nm)의 포토레지스트(PR)를 사용하게 되면, 높이/바닥 비율(aspect ratio)이 높아져서 패턴이 붕괴됩니다. 패턴의 크기가 작아짐에 따라 포토레지스트 패턴의 쓰러짐 현상을 방지하기 위하여 포토레지스트의 두께가 점점 얇아지고, 얇아진 포토레지스트 패턴을 이용하여 피식각층을 식각할 수 없게 되어 포토레지스트층과 피식각층 사이에 식각 내성이 우수한 하드마스크 막질을 도입하였습니다.

(출처 : 자사자료)

하드마스크 막은 화학기상증착(Chemical vapor deposition: CVD) 방법 또는 스핀 온 코팅(Spin On Coating) 방법으로 제조됩니다. CVD법에 의해 제조된 ACL이라는 하드마스크 막은 증착기의 사용으로 인한 초기 비용의 증가와 공정 시간의 증가, 파티클 문제 등의 단점을 보유하고 있습니다. 스핀 온 코팅법에 의한 하드마스크 공정은 CVD법에 비해 초기 투자비용이 적고, 코팅성이 균일하고, 코팅 두께를 쉽게 제어할 수 있고, 공정시간을 단축할 수 있는 등의 장점을 보유하고 있습니다.

(출처 : 흥국증권 리서치 센터)

(2) Wet chemical

현상액(Developer)은 반도체 제조공정 중 리소그래피 공정에서 자외선에 노출된 포토레지스트의 노광/비노광 영역을 선택적으로 용해함으로써 패턴을 형성하는 기능을 가진 제품입니다. 이와 같이 형성된 포토레지스트 패턴은 이후 식각, 임플란트 공정 등의 마스크로 사용되거나 컬러필터와 같이 색상을 구현하는 역할을 하게 됩니다.반도체 집적회로 등의 미세한 회로 패턴을 형성하는 방법은 다음과 같습니다. 먼저 기판 상에 형성된 절연막 또는 도전성 금속막의 상부에 바인더 수지와 광중합성 모노머, 광중합 개시제, 유기용제 등을 포함하는 레지스트 조성물을 일정한 두께로 도포하고, 베이크(bake)하여 레지스트 막을 형성 다음으로, 형성된 레지스트 막의 상부에 소정 회로 패턴을 가지는 마스크를 장착한 다음, UV, E-빔, X-레이 등의 전자빔을 조사하여, 빛이 조사된 노광 부분과 빛이 조사되지 않은 비노광 부분 사이에 현상액에 대한 용해도 차이를 생기게 한 다음, 현상액을 사용하여 노광 또는 비노광 부분을 현상함으로써 목적하는 형상의 레지스트 패턴을 형성하고, 형성된 레지스트 패턴에 의하여 노출된 절연막 또는 도전성 금속막을 에칭하여 회로 패턴을 얻을 수 있습니다.여기서, 현상액을 이용한 레지스트 현상 공정은 원하는 패턴을 정밀하게 형성하기 위한 중요한 단계로서, 사용되는 현상액의 종류, 알칼리도, 포함되는 계면활성제의 종류 및 함량 등에 따라 레지스트의 패턴, 선폭, 용해 성능 등이 달라집니다. 이와 같은 현상액으로는 무기 및 유기 알칼리계 수용액에 비이온계 또는 이온계 계면활성제를 첨가한 조성물이 일반적으로 사용되고 있습니다.

반도체의 웨이퍼(Wafer)에 형성된 패턴을 따라 하부 막을 제거하여 미세 패턴을 형성하는 공정을 에칭공정이라고 합니다. 웨이퍼의 구경이 커질수록 더 많은 집적회로 칩을 생산할 수 있으며, 웨이퍼의 부위별로 Chip, Scribe Line, TEG(Test Element Group), Edge Die, Flat Zone 이렇게 크게 5가지로 나눌 수 있습니다. Chip은 웨이퍼 위 전자회로가 새겨진 얇고 작은 조각으로 IC칩이 됩니다. Scribe Line은 전자회로가 없고 웨이퍼를 각각의 칩으로 분리하는 선으로 Chip 사이의 경계가 됩니다. TEG(Test Element Group)는 칩의 실제 특성을 테스트하기 위해 패턴을 구현한 부분이며, edge die는 웨이퍼의 가장자리 부분입니다. Flat Zone은 눈으로 식별이 불가능한 웨이퍼의 결정구조를 판별하기 위해 웨이퍼의 한 부분을 평평하게 만들었는데 이 부분을 Flat Zone이라고 합니다. 이러한 반도체의 웨이퍼에서 불필요한 부분(산화물)을 제거하기 위해 사용하는 것이 에천트이며 이러한 공정을 에칭 공정이라고 합니다. 에칭을 통해 반도체의 회로 패턴을 만들고 회로 패턴을 형성하는 과정을 반복하여 반도체의 구조가 형성됩니다. 에칭은 크게 습식 에칭(Wet Etching), 건식 에칭(Dry Etching)으로 구분할 수 있습니다. 습식 에칭은 화학물질을 이용해 에칭을 하는 방법입니다. 화학물질을 포함한 에천트를 통해 에칭을 하려는 부분과 화학반응을 일으켜 광학적으로 평평하고 결함이 없는 반도체 표면을 만들 수 있습니다. 아래는 습식 에칭의 메커니즘을 간단히 그림으로 나타낸 것입니다. (1)에서 반도체 표면과 에천트가 접촉하게 된다. 그 뒤, (2)에서 화학적 반응이 일어나게 되고 (3) 에천트를 통해 에칭이 일어나게 됩니다.습식 에칭은 비교적 대량의 에칭이 쉬우며 장비나 약품의 가격이 저렴합니다. 또한, 제한되는 물질이 적습니다. 하지만 에칭 깊이가 깊을수록 단면 방향도 에칭이 진행되기 때문에 정밀도가 높은 미세 가공에는 제한적으로 적용이 된다는 점과 에칭액의 온도와 교반이 에칭 속도에 영향을 주기 때문에 에칭 속도가 변화하여 일정하지 못합니다. 화학약품을 사용하기 때문에 안전성에 문제가 발생할 수 있으며 에칭 공정 후에 폐기물을 처리해야 한다는 점도 습식 에칭의 단점입니다. 무엇보다 습식 에칭의 가장 큰 단점은 반도체의 마스크 아래가 에칭되는 언더 컷(Under Cut)으로 인해 과도한 에칭이 되어 성능이 저하될 수도 있다는 것입니다.

[건식에칭과 습식에칭의 비교]

구분	건식에칭(Dry Etching)	습식에칭(Wet Etching)

방법	물리적, 화학적, 물리적+화학적	화학적 반응 에칭

에칭속도	느리다	빠르다

에칭성격	이방성	등방성

미세패턴가공	쉽다	어렵다

생산성	낮다	높다

안전성	비교적 안전	낮다
(화학 폐기물 발생)

반도체 공정에서 중요한 과정 중 하나인 에칭 공정에서 대표적인 에칭은 구리(Cu) 에칭이며 카파 에칭, 카파 공정이라고도 합니다. 최근 반도체 공정에서 메모리칩의 고집적화, 고속화의 영향으로 각 공정의 패턴이 미세화되고 있습니다. 이에 따라 기존의 에칭장비로는 패턴의 미세화가 점점 어려워지고 있는 추세입니다. 집적회로의 고집적화, 고속화는 동시에 배선의 집적을 수반하였고 배선의 집적화는 선폭을 줄이고 배선의 층을 늘리며 이루어져왔습니다. 그러나 배선의 선폭을 점점 작아지고 있지만 높이는 제한이 있기 때문에 배선 저항이 커지게 되는 문제점과 상호 간섭이 심해지는 문제점이 발생합니다. 이를 해결하기 위해서는 비교적 전기 저항이 작은 배선 재료를 개발하는 것이 필요했는데 이러한 재료들의 후보에는 금, 은, 텅스텐, 몰리브덴 그리고 구리가 있습니다.

(3) PR용 Rinse

포토레지스트 공정용 rinse는 포토리소그래피 공정 중 현상(develop) 공정에서 발생되는 residue pattern defect나 collapse 결함 들을 개선할 수 있는 제품입니다.(가) ArF KrF 포토레지스트용 rinse

ArF KrF 포토레지스트 develop 공정 중 발생되는 패턴 collapse 방지 및 process window(EL DoF margin) 개선 가능한 rinse 제품으로 2004년 세계 최초로 개발하여 H사와 대만의 기업에 공급하였고, 현재도 H사에 계속 공급 중입니다.

▶ Collapse - ArF KrF 포토레지스트 현상 공정(Develop-DI-Spin dry) 시에 전면 collapse 발생

▶ EL margin - Rinse 적용 시 DI water only 대비 EL margin 9.5% 개선

▶ DOF margin - Rinse 적용 시 DI water only DOF margin 25% 개선

(나) ArF Immersion 공정용 rinseArF Immersion 공정 중 발생되는 패턴 defect 및 LWR 개선 가능한 rinse 제품으로 2015년 세계 최초로 개발하여 H사와 S사, 미국 G사에 공급 중입니다.

▶ Defect - ArF Immersion 공정 시에 패턴 defect 발생

▶ LWR - 당사 제품 적용 시 LWR 5% 이상 개선

(다) EUV 포토레지스트용 rinse

EUV 포토레지스트 develop 공정 중 발생되는 패턴 붕괴 방지 및 defect collapse free한 rinse 제품으로 2021년 개발 완료하여 2022년 양산 평가 진행 중입니다.

▶ CD 변화 - target CD ± 0.5nm 이내

▶ LPC - 50 ea/mL @ ≥0.1um size 수준

▶ Defect - collapse를 제외한 residue 같은 defect은 free. 린스에 기인한 defect은 없어야 함

▶ Collapse - EUV 포토레지스트 현상 공정(Develop-DI-Spin dry) 시에 동사 제품 적용시 선진사 대비 요구 물성 개선

(4) 기타(가) CMP slurry 소재

당사의 절연막 CMP 슬러리 제품은 연마 대상 막질 3종류 (실리콘산화막, 실리콘질화막 및 폴리실리콘막) 에 필요한 연마 정도를 첨가제 및 용매의 함량 조절을 통해 해당 막질에 대한 선택비를 조절하여 연마할 수 있는 CMP용 슬러리 조성물이며 특히 실리콘산화막, 실리콘질화막 및 폴리실리콘막에 대한 상호 연마 성능 선택비를 조절 및 적용할 수 있어 실리콘산화막, 실리콘질화막 및 폴리실리콘막의 선택적인 성능 변화가 요구되는 반도체 제조의 다양한 공정에 유용하게 적용될 수 있는 CMP용 슬러리 조성물을 제공하고 있습니다. 실리콘산화막 대하여 실리콘질화막 및 폴리실리콘막을 높은 연마 선택비로 연마할 수 있으므로 실리콘산화막에 대해 연마율이 높은 기존의 슬러리와 차별을 두고 있습니다. 현재 3D Nand flash memory 제조 공정 중 GAA 구조 형성의 CMP 단계에 적용 시 적층 구조 형성에 대한 다양한 성능 선택 특성이 가능한 slurry로 Pipe channel의 dishing 또는 Trench variation을 최소화가 가능한 제품입니다.

또한 양산중인 텅스텐용 CMP 슬러리는 국내 DRAM 및 NAND 메모리 제조공정의 캐패시터 형성 및 플러그, 기타 금속 배선 형성 시 평탄화 공정에 사용되고 있으며, 필요 특성에 따라 특정 케미컬 함량을 조정하여 배리어층 평탄화와 표면 버핑 공정 등 다양한 적용이 가능합니다. 텅스텐 CMP 공정은 산화제에 의한 텅스텐 막질을 WO3 산화막으로 전환이 유도되고 슬러리 내의 연마제와 CMP 패드에 의한 기계적 연마로 텅스텐 박막을 반복적으로 제거합니다. 또한 텅스텐 배선에 인접한 배리어막도 동일 방법에 의해 제거됩니다. 당사의 텅스텐 슬러리는 고순도 콜로이달 실리카를 연마용 소재로 채택하여 분산성을 최대화하고 웨이퍼 표면과의 접촉에서 스크레치성 결함을 최소화하였으며, 기능성 케미컬을 적용하여 부식에 대한 텅스텐 금속 표면을 보호함으로써 부식성 결함을 방지합니다. 산화제의 적용 함량에 따라 실리콘 산화막에 대한 텅스텐 제거력의 선택비 조절이 가능하고, 이에 따라 적용 공정을 선택적으로 달리할 수 있습니다.

(나) Wafering chemical : 절삭유

당사 wafering 제품군 중 절삭유는 웨이퍼 절삭공정시 사용되는 제품으로 윤활성과 열안정성, 산화안정성이 우수하고 연마입자와 균질하게 혼합되어 slurry의 적정한 점도유지 및 wire 접착력, 분산안정성 그리고 압축 침강방지 효과가 뛰어나 공정 효율이 개선되고 절삭후 웨이퍼의 비틀림 정도(WARP)와 평탄도(Flatness)가 향상되는 제품입니다. 또한 당사제품에 함유된 첨가제에 의해 절삭공정 중 발생되는 금속불순물에 의한 웨이퍼 오염을 방지할 수 있습니다. 금속불순물에 의해 오염된 웨이퍼는 반도체 제조공정 시 plasma arching 발생을 유도하여 particle 형태의 오염을 유발하며, 궁극적으로 반도체 소자의 물리적, 전기적 특성에 치명적 영향을 미쳐 수율 감소를 초래합니다. 따라서 웨이퍼 제조단계에서 금속불순물을 제어 관리하는 것이 매우 중요합니다.

(5) 일반 화학

(가) POLYOXYETHYLENE GLYCOL(PEG series)

▶ 외관 : 평균분자량이 증가함에 따라 외관이 액체 상태에서 Paste나 Wax상의 고체 상태가 되며, 분자량이 더욱 커지면 응고점이 높아져 백색 Flake상으로 제조가 가능합니다.

▶ 용해도 및 상용성 : 액상 제품, 반고상 제품, Flake 제품 모두 물에 잘 녹으므로 가장 저렴한 용제인 물을 사용할 수 있습니다. 또한 탄화수소를 제외한 대부분의 유기용제 용해됩니다. 그러나 이들 유기용제에 대한 상용성은 분자량이 증가함에 따라 저하하나 대부분의 약제에 대해서는 높은 상용성을 나타냅니다.

▶ 흡습성 : 액상의 PEG는 모두 흡습성을 가지고 있으나, 보통 분자량이 커지면 흡습성이 감소하며 분자량 1000 이상의 고상 제품은 흡습성이 크게 감소합니다.

▶ 독성 및 자극성 : 독성이나 자극성은 거의 없고, 입술이나 피부에 접촉되어도 장해가 일어나지 않아서 화장품이나 의약품에 사용할 수 있습니다.

▶ 기타 화학적 성질 : PEG의 말단 2개의 -OH기는 제1급 알콜의 성질을 지니므로 Ester화나 Ether화 할 수 있습니다. PEG를 구성하고 있는 Ether결합은 안정하므로 전혀 가수분해되지 않으며, 산화되거나 곰팡이나 박테리아가 번식하지 못하므로 장기 저장이 가능합니다. 물에 대한 용해성은 전해질, 경수, 기타 염류에 영향을 받지 않고, 제4급 암모늄염에는 살균성을 감소시키지 않고 병용할 수 있습니다.

▶ 용도 : PEG는 우수한 화학적, 물리적 성질을 가지고 있으므로 계면활성제, 가소제, 윤활제 등을 제조하는 중간제로서 이용되는 외에 광범위한 산업분야에 사용되고 있습니다.

(의약품) 수용성이며 다른 유기물과 상용성이 특히 우수하고 피부에 대한 독성, 자극성이 없으므로 연고의 기제, 좌제, 주사액, 용매, 정제결속제 등으로 PEG-300, 400, 1000, 1540 등을 사용할 수 있습니다.(화장품) 중성이며 냄새가 없고 수용성으로 자극성이 없으므로 화장품 산업의 중간제로 사용됩니다. 크림, 로션, 치약, 화장비누, 화장품 등의 용도에 따라 PEG-400 ~ PEG-6000 등이 사용되고 있습니다.(고무) Rubber Foam이나 Latex Foam 제품의 이형제, 타이어 제조업에 필수적인 AIR BAG 윤활제, 압출성형윤활제 등으로 사용됩니다.(섬유공업) 섬유공업에서 유연제, 정전기 방지제, 세정제, 분산제, 유화제 또는 염색가공제 등의 중간제로 여러 가지 용도가 있습니다.(제지공업) 저휘발성이므로 종이의 유연제로 PEG-200, 300, 400이 적당하며 PEG-1000 ~ 2000은 Calendering 공정의 윤활제로 적당합니다.(계면활성제) PEG의 지방산 Mono 혹은 Di-Ester는 섬유공업, 석유화학, 농약산업에서 유화제, 분산제, 세정제, 가소제, 윤활제 등으로 사용이 됩니다. 이외에도 여러 가지 화학물질과 반응하여 Ether, Amine, Acetal 및 기타 중간체로서 중요한 합성물을 제조할 수 있습니다.(금속공업) 금속공업에 있어서 연마제, 분말야금 공정의 결속제, Grease, 윤활제의 구성 성분으로 사용이 됩니다.(수지공업) 수지 정전기방지제, Resin Modifier 및 합성피혁, 합성수지의 유연 가소제로 사용됩니다.(잉크) 인쇄 잉크, 스텐실 잉크, 스탬프용 잉크, 등사판용 잉크 등에 배합하여 잉크의 흡습성 및 점도조절에 사용하면 잉크의 성능을 향상시킬 수 있습니다.(목재) 목재 내부의 수분과 치환되는 성질이 있으므로 PEG-1000의 수용액에 침적시키든지 목재의 표면에 도포하면 목재의 수축을 방지하여 형태안정성을 높일 수 있습니다.

(나) 폴리우레탄

형태나 활용 목적에 따라 다양하게 제조 가능한 폴리우레탄은 일상 소비재부터 전문 산업재까지 광범위하게 활용되는 소재입니다. 당사에서는 폴리우레탄의 원료인 폴리올 및 MDI(Methylene Diphenyl Diisocyanate)를 구매/공급하고 있습니다.

▶ Semi-Rigid Polyurethane Foam : 경질과 연질의 중간 정도의 경도를 가진 제품으로 가공이 용이하여 자동차 내장 부품 소재, 가구 등에 활용됩니다.

▶ POLYMERIC MDI : 경질 Foam, 반경질 Foam, CASE 분야 등 다양한 용도에 사용되고 있는 MDI로서 점도에 따라 다양한 Grade로 구분되어 있기 때문에 용도에 따른 선택이 가능합니다. 냉장고 단열재, 냉동컨테이너 단열재, 건축판넬 단열재, LNG 보냉재, 이중보온관, 보드폼, 합성목재, 스프레이 단열재, 자동차 계기판, 자동차 Headliner, 접착제 등에 사용 가능합니다. 나. 주요 제품 매출 현황

(단위: 백만원, %)

품 목	주요
제품명	2022년(제22기)	2021년(제21기)	2020년(제20기)	2019년(제19기)

매출액	비율	매출액	비율	매출액	비율	매출액	비율

전자
재료	Photo
소재	YPP-T6KYHS-140	39,704	48.21	25,722	38.72	22,052	36.29	14,855	23.77

WetChemical	YND-B100CUSOL	22,757	27.63	19,539	29.41	17,567	28.91	17,648	28.24

PR용Rinse	LST-2000PCPLECT-230	9,674	11.75	9,844	14.82	6,573	10.82	6,534	10.45

기타	NTS-300YSO-800	3,804	4.62	4,278	6.44	8,486	13.97	14,091	22.55

일반화학	-	5,643	6.85	6,613	9.95	5,848	9.62	9,011	14.42

상품	-	768	0.93	434	0.65	235	0.39	363	0.58

매 출 합 계	82,350	100.00	66,430	100.00	60,760	100.00	62,501	100.00

다. 주요 제품 등 관련 각종 산업표준

인증명	등록일

INNO-BIZ 인증	2010.05.20

MAIN-BIZ 인증	2016.09.25

ISO 9001	2005.06.01

ISO 14001	2005.06.01

ISO 45001	2021.06.29

TS16949	2010.04.01

소부장 강소기업 100	2019.12.17

경북 프라이드 상품	2017.12.27

기업부설연구소	2017.06.28

벤처기업	2010.04.01

소재부품전문기업	2015.06.17

폐기물처리계획 확인증 (본사/4공장)	2015.12 / 2016.04

폐수배출시설설치 신고필증 (4공장)	2014.12

대기배출시설설치 허가증 (본사/4공장)	2010.12 / 2014.12

특정토양오염관리대상시설 신고필증 (본사/4공장)	2007.02 / 2015.02

본사 위험물 제조소	2019.03

4공장 위험물 제조소 Q동	2019.4

4공장 위험물 제조소 R동	2020.09

4공장 위험물 저장소 T동	2021.06

본사 위험물 옥외저장소	2014.01

본사 위험물 옥외저장소	2013.11

본사 위험물 옥외저장소	2013.11

유해화학물질 영업허가 (4공장)	2018.04(판매업 사용업)

환경경영시스템 인증서 (ISO14001:2015)	2005.06

공정안전보고서 심사결과서(Q동 3,4제조소)	2019.04

공정안전보고서 심사결과서(Q동 1,2제조소)	2020.01

공정안전보고서 심사결과서(R동)	2020.06

유해위험방지계획서 확인서(R동 및 P동)	2020.09

공정안전보고서 이행상태 평가서(고용노동부)	2020.09

유해위험방지계획서 확인서(S동 증설)	2021.05

안전보건경영시스템 인증서(ISO45001:2018)	2021.06

라. 주요 제품 등 관련 소비자 불만사항 등당사는 최근 3년 내 주요 제품 관련 소비자 불만 및 소송 등의 발생 사실이 없습니다.