EUV 노광장비가 주요 화제가 되고 있다. 이 장비는 현재 국산화가 진행되지도 않았다. 그만큼 시장에서 그동안 큰 반향을 일으키지 못했다. 반도체용 노광장비 공급회사로는 네덜란드의 ASML과, 일본의 캐논과 니콘 등이 있다. 이들 중 ASML이 유일하게 EUV 노광장비를 공급한다.
이런 상황인데 최근 이 장비에 업계 관심이 폭증되고 있다. 이유는 단 하나, 삼성전자가 비메모리 반도체(7nm)에 막대한 투자를 발표했고, 이를 양산하려면 EUV 노광장비가 필요하기 때문이다.
삼성전자가 비메모리 반도체에 경쟁력을 키우겠다는 발표도 의외지만, 이로 인해 EUV 노광장비에 관심이 모아지는 상당히 아이러니한 상황이 지금 업계에서 벌어지고 있는 것이다.
EUV 노광장비의 국산화가 부족했던 이유 중 하나는 삼성전자의 대규모 시설투자가 그동안 EUV 노광장비가 필요하지 않은 분야 위주로 전개되었기 때문이다. 삼성전자의 V-NAND(Vertical NAND) 개발이 대표적인데, 업계 자료에 의하면 NAND의 구조가 평면형(2DNAND, Planar NAND)에서 수직형(3D-NAND, V-NAND)로 바뀌면 노광장비의 사용비중은 39%에서 18%로 감소한다.
업계 자료에 의하면 그 이유는 V-NAND에서 셀과 셀 사이의 간격은 2D-NAND의 최종 단계(14nm)보다 넓은 30nm 내외이기 때문이다. 즉, 반도체 기술의 핵심은 셀과 셀 사이의 간격을 좁히는 집적화이고, 이를 구현하기 위해서는 기본적으로 노광장비의 힘이 필요하다. 그러나 V-NAND는 기존 기술 대비 셀과 셀 사이의 간격이 오히려 넓어졌기 때문에 노광장비에 대한 의존도가 줄어든 것이다.
EUV 노광장비는 극자외선(EUV: Extra Ultra Violet)을 광원으로 사용하는 노광장비이다. 기존의 DUV(심자외선, Deep Ultra Violet) 노광장비보다 더욱 미세한 집적회로를 그려 넣을 때 유용하다.
EUV 노광장비가 범용적으로 사용되려면 적어도 시간당 100장 이상의 웨이퍼를 처리할 수 있어야 한다. 이와 같이 양산성이 확대되려면 광원, 광학계, 마스크, 포토 레지스트(Photo Resist, 감광액), 노광장비 등의 요소 기술 개발이 필요하다.
EUV 노광장비가 먼저 적용되는 분야는 비메모리 반도체(파운드리)의 선단공정(7nm)이다. DRAM의 16nm(1Znm)부터는 EUV(Extra Ultra Violet) 장비의 도움으로 미세공정 전환이 지속된다. 렌즈를 물에 적시는 액침 노광장비로는 DRAM 36~38nm 선폭까지 구현할 수 있다.
비메모리 반도체의 선단공정과 DRAM 양산공정에서 EUV 노광장비는 얼마나 사용될까? ASML 전망에 따르면 비메모리 반도체 생산라인에서 웨이퍼 45K당 EUV 노광장비가 필요한 레이어는 10대~20개 정도이다. 한편 DRAM 생산라인에서의 EUV 노광장비 소요량은 상대적으로 제한적이다. 16nm 기준으로 소요대수는 100K당 2대~10대이다.
