2025 WESEMIBAY Insights: 3/4세대 반도체 동향 및 정밀 세척

소개

제2회 베이 지역 반도체 산업 생태 박람회(WESEMIBAY 2025)가 2025년 10월 15일부터 17일까지 선전 컨벤션 및 전시 센터(푸텐)에서 열렸습니다. 60,000제곱미터가 넘는 면적을 자랑하는 이번 박람회에는 20개 이상의 국가에서 600개 이상의 주요 기업 및 기관이 참여했으며 60,000명 이상의 전문 방문객이 방문했습니다. '미래를 강화하는 반도체, 생태계를 구축하는 혁신'이라는 주제로 3세대 반도체(SiC/GaN)의 대량 생산 가속화와 4세대 소재(안티몬화 갈륨, 안티몬화 인듐)의 R&D에서 애플리케이션 검증으로의 전환이라는 두 가지 변혁적 추세가 나타났습니다.

그러나 이러한 발전은 중요하지만 아직 해결되지 않은 과제를 안겨줍니다. 기존의 세척 공정은 '잔류물 제거'와 '재료 보호'의 균형을 맞추는 데 어려움을 겪습니다. 예를 들어 강한 용제는 종종 4세대 반도체를 부식시키는 반면, 8인치 SiC 웨이퍼의 불완전한 접착 왁스 제거는 직접적으로 수율을 감소시킵니다. 이 기사에서는 WESEMIBAY 2025의 주요 산업 동향을 분석하고, 정밀 세척 기술이 이러한 문제점을 해결하는 방법을 살펴보고, 현장 엑스포 통찰력과 기술 검증 데이터를 통합합니다.

1. WESEMIBAY 2025에서 공개된 주요 트렌드

(1) 동향 1: 8인치 SiC/GaN 웨이퍼가 양산의 중요한 단계에 돌입

WESEMIBAY 2025는 3세대 반도체가 '6인치 우위'에서 '8인치 스케일업'으로 전환했음을 분명히 알렸습니다. 국립 와이드 밴드갭 반도체 기술 혁신 센터(심천)는 박람회에서 8인치 SiC/GaN 파일럿 플랫폼을 선보였으며 부스 자료에는 다음과 같은 내용이 명시되어 있습니다. '습식 공정에서는 갈륨-산소(Ga-O) 및 갈륨-질소를 피해야 합니다. (Ga-N) 공극 결함으로 장치 신뢰성 보장'—더 부드럽고 정확한 세척 솔루션의 필요성을 직접적으로 강조하는 진술입니다.

CR Micro(China Resources Microelectronics)는 8인치 웨이퍼를 전시하고 '우리는 신에너지 차량용 전력 장치에 초점을 맞춘 8+12인치 웨이퍼 제조 서비스를 제공합니다'라고 적힌 간판을 통해 이러한 추세를 더욱 확인했습니다. 업계 예측에 따르면 2025년 글로벌 SiC 웨이퍼 시장은 8인치 웨이퍼 출하량이 전체 수량의 30% 이상을 차지해(2024년 15%에서 두 배 증가) 크게 성장할 것으로 예상됩니다. 8인치 용량 확장을 가속화하는 Wolfspeed 및 Infineon과 같은 산업 역학에 맞춰 조정됩니다.

더 큰 웨이퍼로의 전환은 전체 웨이퍼 표면에 걸쳐 균일한 세척이라는 핵심 수요를 창출합니다. CR Micro 부스 엔지니어와의 현장 기술 논의에 따르면 '8~12인치 웨이퍼의 가장자리와 중앙 사이에 단 0.1μm의 잔류물 차이만으로도 수율을 5~8% 줄일 수 있습니다.'

(2) 동향 2: 4세대 반도체는 R&D에서 애플리케이션 테스트로 전환

3세대 반도체가 현재 생산의 중심으로 남아 있는 반면, 4세대 재료는 WESEMIBAY 2025에서 '숨겨진 하이라이트'로 나타났습니다. 국립 와이드 밴드갭 반도체 기술 혁신 센터(심천)는 '4세대 재료 및 장치' 섹션에서 '안티몬화물 장치'와 '산화갈륨 에피택시'를 핵심 R&D 우선순위로 명시적으로 나열했습니다. 부스 전문가는 다음과 같이 설명했습니다. '안티모나이드는 항공우주 및 6G의 저전력, 고주파 애플리케이션에 탁월하지만 취약한 결정 구조로 인해 용매 부식에 매우 취약합니다.'

Shenzhen Pinghu Laboratory는 8인치 Si 기반 GaN 저전압 웨이퍼를 전시하고 제품 라벨에 '미래의 4세대 웨이퍼 처리에는 초광대역 밴드갭 재료를 손상시키지 않고 접착 왁스를 제거하는 '보호 세척 솔루션'이 필요합니다.'라고 명시하여 이를 반영했습니다. 이러한 수요는 년 업계 예측 과 일치합니다.특수 전자 부문의 요구에 따라 4세대 반도체 재료에 대한 테스트 수요가 전년 대비 크게 성장할 것으로 예상하는 2025

(3) 동향 3: 세척 공정은 첨단 장비 혁신에 맞춰야 합니다.

WESEMIBAY 2025에서 반도체 제조 장비의 혁신은 '통합 세정 솔루션'의 필요성을 강조했습니다. Xinkailai (국내 굴지의 장비 제조업체)는 자사 부스에서 홍보 영상을 재생하여 'Xinkailai 부스 홍보 영상의 기술 시연 데이터에 따르면 소형 트랜지스터에 대한 고균일 식각 후 나노스케일 잔류물이 금속 선 저항을 10~15% 증가시킬 수 있습니다.'라고 강조했습니다. 또한 영상에서는 세정이 식각과 동기화되어야 함을 강조했습니다. 교차 오염을 방지하기 위해 박막 증착을 수행합니다.

Han's Semiconductor는 'SiC 잉곳 레이저 슬라이싱 및 씨닝 통합 기계'를 전시하여 이러한 추세를 더욱 입증했습니다. Han's Semiconductor 장비에 표시된 기술 사양에 따라 이 기계는 '슬라이싱 후 현장 세척이 필요하며 웨이퍼 분해가 필요하지 않아 효율성을 향상시킵니다.' 최대 4개의 세척 챔버를 갖춘 표준 세척 기계는 '2~12인치 웨이퍼에 적응하고 균일성을 보장하도록 설계되었습니다. 부스 직원에 따르면 잔여물 제거'라고 합니다.

이러한 발전은 분명한 추세를 확인시켜 줍니다. 즉, 세척은 더 이상 독립적인 단계가 아니라 통합 반도체 제조 공정의 핵심 구성 요소입니다.

2. 반도체 제조의 3가지 코어 세척 과제

박람회에서 칩 제조업체 및 장비 공급업체와의 논의를 결합하면 위의 추세는 세 가지 긴급한 청소 문제로 해석됩니다.

(1) 과제 1: 다중 재료 호환성

3세대 SiC/GaN과 4세대 안티몬화물은 화학적 안정성이 크게 다릅니다. SiC에 효과적인 용매는 안티몬화물을 에칭할 수 있는 반면, 안티몬화물에 대한 순한 용액은 종종 SiC에 왁스 잔류물을 남깁니다. 국립 3세대 반도체 혁신 센터의 엔지니어들은 다음과 같이 공유했습니다. '일반 세정제가 GaN 웨이퍼에 Ga-O 결함을 유발하여 장치 수명을 30% 단축시키는 사례를 보았습니다.'

Xinkailai의 홍보 동영상에서도 이 문제가 확인되었습니다. 제거되지 않은 식각 후 잔여물은 후속 박막 증착 품질을 저하시켜 인터페이스 저항이 높아질 수 있습니다.

(2) 과제 2: 대형 웨이퍼의 세정 균일성

8~12인치 웨이퍼가 주류가 되면서 세척 균일성은 수율에 중요한 요소가 되었습니다. CR Micro 부스 엔지니어와의 현장 기술 토론 데이터에 따르면 '12인치 웨이퍼의 가장자리와 중앙 사이에 0.5μm의 세정 차이로 수율이 8~10% 감소할 수 있습니다.' Han's Semiconductor의 세정 장비 팀은 기존 배치 세정 시스템이 대형 웨이퍼 표면 전반에 걸쳐 안정적인 압력과 화학 물질 농도를 유지하는 데 어려움을 겪어 종종 '가장자리가 과도하게 세정되고 중앙에 과도한 잔류물이 남게' 된다는 점에 주목했습니다.

(3) 과제 3: 고급 포장을 위한 정밀 세척

Chiplet & Advanced Packaging Zone (SiChip Technology 주최)에서는 2.5D/3D 적층형 칩을 선보였습니다. SiChip의 Chiplet Zone에 있는 전시 라벨에 따르면 '기존 세척 솔루션으로는 도달할 수 없는 이질적인 다이(최소 5μm) 트랩 본딩 왁스 사이의 좁은 간격이 상호 연결 성능에 영향을 줍니다.' SiChip 엔지니어는 다음과 같이 덧붙였습니다. 'TSV(Through-Silicon Via) 구조의 잔류물은 단락을 일으킬 수 있으므로 고급 패키징에 정밀 세척이 필수적입니다.'

3. 정밀세정을 위한 혁신방향

이러한 과제를 해결하기 위해 WESEMIBAY 2025에서는 현장 테스트 데이터와 고객 피드백을 바탕으로 정밀 세척 기술에 대한 세 가지 주요 혁신 방향을 강조했습니다.

(1) 방향 1: 다중 재료 호환성을 위한 부식 방지 공식

깨지기 쉬운 4세대 소재를 보호하는 동시에 3세대 반도체의 잔여물을 제거하려면 중성, 비연마성 세척 솔루션이 필요합니다. 예를 들어 Shenzhen Yuanan Technology의 부식 방지 세척 솔루션(처음에는 세라믹 아닐록스 롤용으로 개발되었지만 반도체 응용 분야에 대해 검증됨)은 Shenzhen Yuanan Technology 연구소의 자체 테스트 데이터에 따라 pH가 6.5±0.5입니다. 이 중성 공식은 GaN 웨이퍼의 Ga-O/Ga-N 결함을 방지하는 동시에 SiC 및 안티몬화물에서 결합 왁스를 효과적으로 제거합니다.

국내 SiC 웨이퍼 제조업체의 테스트 데이터에 따르면 이 솔루션은 8인치 SiC 웨이퍼에서 표면 부식이 감지되지 않고 99.9%의 왁스 제거율을 달성한 것으로 나타났습니다. 또한 이 제품은 EU REACH 규정(EC) No 1907/2006 및 최신 SVHC(고위험 물질 후보 목록)(2025년 10월 현재 총 235개 물질)뿐만 아니라 RoHS 지침도 준수합니다. 이는 유럽과 미국 시장을 목표로 하는 APAC 제조업체에게 중요한 글로벌 반도체 공급망에 적합합니다.

반도체 재료 유형	코어 청소 챌린지	매칭 솔루션 (Yuanan Chemtech)
3세대 - SiC(8/12인치)	왁스 잔여물 및 가장자리 중심 균일성	부식이 없는 세정제(pH 6.5±0.5) & 낮은 표면장력 포뮬러
3세대 - GaN	Ga-O/Ga-N 공극 결함	중성, 비연마성 세척액
4세대 - 안티몬화물	깨지기 쉬운 결정 부식	순한 침투성 세정제(3~5분 침투)

(2) 방향 2: 균일성을 위한 고침투 공식

대형 웨이퍼의 균일성 문제를 해결하려면 가장자리와 홈을 포함하여 웨이퍼 표면 전체에 세척액이 균일하게 침투해야 합니다. Shenzhen Yuanan Technology의 세척 솔루션은 낮은 표면 장력 공식(25mN/m 이하)을 사용하여 3~5분 내에 웨이퍼 구멍과 가장자리를 관통할 수 있습니다(Shenzhen Yuanan Technology 연구소의 내부 테스트 데이터 기준). 이 성능은 한스세미컨덕터의 멀티 챔버 클리닝 장비와의 호환성 테스트를 통해 검증되었습니다.

2025년 고객 사례 연구에 따르면 이러한 침투 기능은 12인치 웨이퍼의 가장자리와 중앙 사이의 잔여물 차이를 0.05μm 미만으로 줄여 기존 클리너에 비해 수율을 7% 향상시키는 것으로 나타났습니다.

웨이퍼 크기	일반적인 청소 문제	솔루션 장점 (기존 세척제 대비)
8인치 SiC	가장자리 잔여물 축적	99.9% 왁스 제거율 & 표면 부식 없음
12인치 SiC	>0.5μm 가장자리-중심 간격	잔류물 변동 <0.05μm 및 7% 수율 개선

(3) 방향 3: 공정 통합을 위한 현장 청소

Xinkailai 및 Han's Semiconductor의 장비 동향에 맞춰 세척 솔루션은 '웨이퍼 분해 없이 현장 작업'을 지원해야 합니다. Shenzhen Yuanan Technology의 세척 솔루션은 현장에서 수동 또는 반자동으로 사용할 수 있습니다. 레이저 슬라이싱 또는 에칭 후 직접 적용하면 '오프사이트 세척'에 비해 공정 시간이 30% 단축됩니다.

선전에 있는 4세대 반도체 R&D 연구소는 이러한 현장 기능을 통해 '운송 중 웨이퍼 손상을 제거하고 시기적절한 세척을 보장합니다. 이는 빠르게 진행되는 재료 테스트에 중요합니다.'라고 보고했습니다.

4. 미래 전망: 반도체 세정 기술(2026-2030)

WESEMIBAY 2025의 통찰력을 바탕으로 반도체 세정 기술은 향후 5년 동안 세 가지 주요 방향으로 발전할 것입니다.

1. 원자 수준의 청정도 : 트랜지스터 크기가 2nm 이하로 줄어들면서 세척을 위해서는 10nm 미만의 입자를 제거해야 하므로 나노 규모 잔류물 감지 및 제거에 혁신이 필요합니다.

2. 친환경 포뮬러 : 글로벌 ESG(환경, 사회, 거버넌스) 요구 사항(예: EU의 지속 가능한 화학 물질 전략)은 생분해성, 낮은 VOC(휘발성 유기 화합물) 세척 솔루션에 대한 수요를 촉진할 것입니다.

3. 스마트 통합 : AI 기반 세척 시스템이 주류가 되어 웨이퍼 재료 및 장비 데이터를 기반으로 매개변수를 실시간으로 조정하여 인적 오류를 줄입니다.

Shenzhen Yuanan Technology의 경우, 우리는 2026년에 12인치 SiC 웨이퍼를 위한 완전 자동화된 세척 솔루션을 출시할 계획과 함께 3/4세대 반도체 세척 기술에 대한 R&D에 지속적으로 집중할 것입니다. 우리의 목표는 수율, 신뢰성 및 규정 준수를 보장하는 동시에 글로벌 반도체 산업이 고급 소재로 전환하도록 지원하는 것입니다.

귀하의 팀이 직면하고 있는 3/4세대 반도체 세정 과제는 무엇입니까? 특정 반도체 재료의 경우, 부식 방지 세척 솔루션을 맞춤화하고 무료 샘플을 요청하려면 당사에 문의하십시오.

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자주 묻는 질문(FAQ)

Q1 : 3/4세대 반도체(SiC/GaN/안티몬화물) 정밀세정이 중요한 이유는 무엇인가요?

A :  3세대 SiC/GaN 및 4세대 안티몬화물에는 고유한 재료 취약성이 있습니다. SiC는 강한 용매로 인해 표면 결함이 발생하기 쉬운 반면, 안티몬화물의 깨지기 쉬운 결정 구조는 쉽게 부식됩니다. 기존의 세척제는 왁스 잔여물을 남기거나(수율 저하 원인) 표면을 손상시키는 경우가 많습니다(장치 수명 단축). 정밀 세척은 WESEMIBAY 2025에서 National 3rd Gen Semiconductor Innovation Center의 부스 통찰력으로 검증된 바와 같이 잔류물 없는 제거(예: 8인치 SiC에서 99.9% 왁스 제거)와 재료 보호(중성 pH 6.5±0.5 공식)의 균형을 유지하여 이 문제를 해결합니다.

Q2 : 귀사의 부식 방지 세정 솔루션은 8인치 SiC와 4세대 안티모나이드 웨이퍼 모두에 작동합니까?

답 : 그렇습니다. 당사의 솔루션은 다중 재료 호환성을 위해 설계되었습니다. 8인치 SiC(WESEMIBAY에서 CR Micro의 8+12인치 생산 동향에 맞춰) 및 4세대 안티몬화물(Shenzhen Pinghu Laboratory의 4세대 R&D 초점과 일치)을 안전하게 청소하도록 테스트되었습니다. 사내 연구실 데이터에 따르면 3~5분 안에 웨이퍼 캐비티를 관통하고(업계 평균 10~15분보다 빠른 속도) Ga-O/Ga-N 결함을 방지해 대량 생산되는 3세대 반도체와 신흥 4세대 반도체 모두에 적합합니다.

Q3 : 귀사의 세척 솔루션은 대형 12인치 웨이퍼의 균일성 문제를 어떻게 해결합니까?

A : 대형 12인치 웨이퍼는 가장자리 중심 세정 차이로 인해 어려움을 겪고 있습니다(WESEMIBAY 2025에서 Han's Semiconductor가 강조한 문제점). 당사의 솔루션은 낮은 표면 장력 공식(25mN/m 이하)을 사용하여 웨이퍼 전체에 균일한 침투를 보장합니다. 2025년 고객 사례 연구에 따르면 가장자리 중심 잔류물 변동을 0.05μm 미만으로 줄여 기존 배치 클리너에 비해 수율 손실을 7% 줄인 것으로 나타났습니다. 또한 원활한 생산 작업 흐름을 위해 다중 챔버 세척 기계(예: Han's Semiconductor의 4챔버 모델)와 통합됩니다.

Q4 : 귀하의 세척액은 수출 시장에 대한 글로벌 표준(예: EU REACH, RoHS)을 준수합니까?

A : 물론이죠. 유럽과 미국 시장(WESEMIBAY 2025의 핵심 트렌드)을 목표로 하는 APAC 제조업체를 지원하기 위해 당사의 솔루션은 다음을 충족합니다.

• EU REACH 규정(EC) No 1907/2006(최신 235개 물질 SVHC 목록 포함, 2025년 10월 업데이트)

• RoHS 지침(중금속 또는 제한된 VOC 없음)

• 반도체 세정에 대한 SEMI 산업 표준.

이 규정 준수는 WESEMIBAY의 'Made in China' 수출 포럼에서 해외 바이어들과 논의하는 주요 초점이었습니다.

Q5 : 현장 세척이 SiC 잉곳 슬라이싱의 효율성을 어떻게 향상합니까(Han's Semiconductor의 WESEMIBAY 데모에 따름)?

A : Han's Semiconductor의 SiC 잉곳 슬라이싱 머신(WESEMIBAY에서 전시)은 웨이퍼 손상을 방지하기 위해 분해 없이 슬라이싱 후 세척이 필요합니다. 당사의 솔루션은 현장에서 수동/반자동으로 사용이 가능하며, 슬라이스 후 바로 적용되므로 웨이퍼를 외부 세척 시설로 운반할 필요가 없습니다. 이는 처리 시간을 30% 단축하고(심천 4세대 R&D 연구소의 피드백에 따라) 운송 관련 결함을 줄여 WESEMIBAY의 '통합 제조' 장비 추세에 부합합니다.