‘EUV’ 7나노 이하 반도체 재촉…ASML이 내세운 新실크로드

2018.08.22 16:59:27
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네덜란드 반도체 장비 업체 ASML이 새로운 극자외선(Extreme Ultra Violet, EUV) 로드맵을 내놨다. 오버레이와 포커스 성능 향상(OFP), 해상력과 출력을 높여 시간당 처리할 수 있는 웨이퍼의 수를 늘리는 패키지(PEP)를 도입한다는 계획이다. 더불어 내년에는 신형 노광장비 ‘NXE3400C’를 사용한다.

EUV는 7나노 이하 반도체 생산에 있어 핵심적인 기술 가운데 하나다. 연말 삼성전자가 ‘NXE3400B’ 장비를 통해 7나노 칩 초도생산을 시작함과 동시에 내년에는 TSMC, 이후에 SK하이닉스와 인텔 등이 합류가 예상된다.

22일 ASML코리아가 인천 송도 컨벤시아에서 ‘테크 토크’ 행사를 개최했다. 이 자리에서 키노트 연사로 나선 ASML 본사 토니 엔 부사장<사진>은 “올해 EUV 장비 출하량은 20대로 이제까지 설치된 것까지 합치면 42대에 달한다”라며 “시간당 웨이퍼 처리량(WPH)도 출력이 246와트(W)에서 250W가 되면 150장, 내년까지 155장을 달성한다”라고 설명했다.

EUV는 노광, 혹은 포토 리소그래피라고 부르는 반도체 공정에서 사용하는 빛의 종류 가운데 하나다. 파장이 짧아(13.5nm) 기존보다 더 오밀조밀하게 회로를 그릴 수 있으나 빛을 여러 단계 반사해야 하고 진공 상태에서만 효율이 나오는 등 난관이 적지 않다. EUV향 마스크와 마스크 보호를 위한 펠리클, 감광제인 포토레지스트(PR)를 비롯한 관련 재료의 새로운 개발 등이 수반되어야 한다.

노광 장비가 더 미세하게 회로를 그릴 수 있는 해상력(解像力, resolution)을 높이기 위해서는 ‘노광원 파장(λ)’, ‘공정변수(K1)’, ‘렌즈 수차(numerical aperture, NA)’의 세 가지 방법이 있다. 일단 ASML은 NA의 성능을 강화해 시간당 웨이퍼 처리량을 높일 방침이다.

초기에는 50mJ(milli Joule dose, 빛을 얼마나 쬐어야 감광이 되는 지를 나타내는 단위. 단위가 높으면 에너지 소비량이 높아짐)에서 시작했지만 40/35/33/26mJ까지 낮추는데 성공했다. 15mJ를 기준으로 EUV의 패터닝 원가는 300%(이머전 ArF의 비용을 100%로 봤을 때) 미만으로 본다. 수치가 낮을수록 돈이 적게 들어가는 셈이다. 최근에는 20mJ도 달성했다.

토니 엔 부사장은 “7나노 공정은 1세대부터 적용되지만, K1의 강화를 통해 3세대까지 진화할 것이며 이 단계에서 여러 번 노광 작업을 하는 더블패터닝(DPT)도 도입될 것”이라며 “4세대에서는 NA를 0.55까지 달성할 수 있다”라고 강조했다.

업계에서는 EUV 노광 장비를 통해 적어도 3나노까지는 반도체 생산이 가능할 것으로 보고 있다.

<이수환 기자>shulee@ddaily.co.kr 

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