양산 준비에 들어간 EUV…7나노 반도체 시대 눈앞에

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네덜란드 반도체 장비 업체 ASML이 극자외선(Extreme Ultra Violet, EUV) 노광 기술 양산을 위한 막바지 작업에 들어갔다. 내년 7나노 시스템반도체 생산에 발맞춰 기술적인 문제를 해결하고 서플라이체인(공급망) 구축을 시작했다. 계획대로 진행된다면 내년 하반기부터 7나노 칩 생산이 일부 이뤄질 전망이다.

22일 김영선 ASML코리아 사장은 최근 기자와 만난 자리에서 EUV 노광 장비 양산을 위한 준비 단계에 들어섰다고 밝혔다. 김 사장은 '포토레지스트(PR)와 펠리클 등 기술적인 문제는 모두 해결했다. 필요한 공급망을 갖추고 양산을 위한 단계라고 보면 된다.'고 말했다.

노광 장비는 빛을 이용해 웨이퍼에 회로를 그리는 과정이다. 반도체 미세공정의 발전으로 회로의 선폭이 좁아지면서 빛의 파장도 점차 짧아져야 했다. 현재는 액체(주로 물)를 이용한 이머전(Immersion, 액침) 불화아르곤(ArF, 193nm)이 주로 쓰인다. EUV는 13.5nm의 파장을 가지고 있어 미세하게 회로를 그릴 수 있으나 이전과 달리 빛을 여러 단계 반사시켜야 하고 진공 상태에서만 효율이 나오는 등 난관이 적지 않았다.

가장 큰 문제는 경제성이었으나 출력이 250와트(W)로 높아지면서 시간당 웨이퍼를 125장 처리할 수 있게 됐다. 이 경우 일 웨이퍼 처리량이 3000장으로 높아지게 된다. 김 사장은 '과거 ArF도 2000장만 하루에 찍어도 꿈이라고 했다. 지금은 5000장을 넘게 찍어낼 수 있다'며 '궁극적으로 EUV도 (현재 주력으로 사용하는) 이머전 ArF와 같이 가게 될 것'이라고 설명했다.

PR와 마스크 보호를 위한 펠리클은 이르면 내년 초부터 공급이 이뤄질 전망이다. 첫 고객사는 삼성전자로 EUV 노광 장비에 있어서도 최대 물량을 소화할 계획이다. 7나노 시스템반도체는 EUV를 사용하는 첫 작품이다. 삼성전자는 '2018년 초도 생산을 위한 준비가 이뤄지고 있으며 공정 개발 일정과 고객 수요에 맞춰 순차적 도입한다. EUV 장비로 최대 물량을 공급하는 업체가 될 것'이라고 언급한 바 있다.

EUV 노광 장비의 도입은 새로운 공급망 체계를 구축하게 되는 시발점이 될 것으로 보인다. EUV 마스크, 펠리클, 검사장비 등에 있어서고 관련 업체의 수혜가 예상된다. 업계에서는 ASML을 비롯해 JSR, 호야, 아사히글라스, KLA-텐코 등이 직접적인 낙수효과를 받을 전망이다.

한편 삼성전자는 EUV 양산을 위한 신형 노광 장비 'NXE 3400B' 조정 작업에 한창이다. 기존에 쓰던 'NXE 3350B'에서 축적된 기술을 바탕으로 PR, 펠리클을 모두 NXE 3400B에 적용시키고 있다.

업계 전문가는 'EUV 노광 장비의 기술적 난제가 해결하면서 상용화에 큰 진보가 이뤄졌다'며 '일본 호야, 아사히글라스 등으로 들여오는 반사형 마스크를 비롯해 각종 케미컬 등 EUV 생태계가 구체화되면서 각 업체의 움직임이 빨라지고 있는 추세'라고 설명했다.

<이수환 기자>shulee@ddaily.co.kr

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