[EUV①] 반도체 업계, EUV 장비 관심↑…왜?

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[EUV①] 반도체 업계, EUV 장비 관심↑…왜?

디지털데일리 발행일 2021-09-19 09:18:46

윤상호

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- 기존 대비 반도체 회로 미세화 및 공정 축소 유리
- 장비 및 생태계, 사실상 독점…의존도↓ 방안 숙제

[디지털데일리 윤상호 기자] 반도체 제조 분야에서 극자외선(EUV) 노광장비에 대한 관심이 뜨겁다. EUV 노광장비는 지난 2014년 상용화했다. 본격적인 주목을 받기 시작한 것은 2017년부터다.

노광장비는 반도체 원재료 웨이퍼에 빛을 쬐 반도체 회로를 새기는 장비다. 필름과 카메라를 연상하면 된다. 광원을 어떤 것을 쓰느냐에 따라 더 세밀하게 회로를 새길 수 있다.

대부분 반도체 제조사는 주로 불화아르곤(ArF) 노광장비를 사용하고 있다. 아르곤(Ar)과 플루오린(F) 가스를 레이저와 혼합해 193나노미터(nm) 파장의 빛을 방출한다. EUV 파장은 13.5nm다. ArF 노광장비 대비 10분의 1 이하다. 지금까지 노광장비는 세대를 거듭하며 단계적으로 진화했다. 전 세계에 비해 100nm 가량 파장을 줄여왔다. 하지만 EUV 노광장비는 이를 단숨에 건너 뛰었다.

반도체 제조 경쟁력은 ‘시간’과 ‘물량’이다. 정해진 시간 안에 더 많은 제품을 만들어야 한다. 같은 시간을 들인다면 더 많은 물량을 뽑아내는 것도 중요하다. EUV 노광장비는 전자의 핵심이다.

웨이퍼에 반도체 회로를 새기는 작업은 1회에 끝나지 않는다. 라인을 수차례 오가며 단계적으로 진행한다. 카메라로 보면 여러 번 찍었지만 사진은 1장이다. EUV 노광장비는 보다 세밀한 표현이 가능하기 때문에 이전 장비라면 2번 3번 할 작업을 1번에 끝낼 수 있다.

EUV 노광장비는 네덜란드 ASML이 공급한다. 현재는 독점이다. 반도체 수탁생산(파운드리) 업체 TSMC와 삼성전자 메모리반도체 D램 제조사 삼성전자 SK하이닉스 등이 활용 중이다. 도입을 선언한 곳은 더 여러 곳이다. ASML 매출에서 EUV 노광장비가 차지하는 비중은 올해 들어 기존 노광장비 매출을 역전했다. 올해 생산예정 노광장비 숫자는 40대 내외다.

한편 EUV 노광장비 확대는 아직 여러 숙제가 남아있다. ASML 독점 외에도 관련 생태계 확충이 필수다. ▲포토마스크 ▲포토레지스트 등 EUV 공정에서 이용하는 소재 등도 개발 중이거나 사실상 독점이다. EUV 포토레지스트의 경우 일본이 2019년 우리나라에 시행한 수출규제 품목 중 하나이기도 하다.