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안진호 한양대학교 교수<사진=김예림 PD>

“하이 NA EUV 도입으로 미세화 경쟁 가속

차세대 펠리클, 메탈 레지스트 개발 도전 과제”

반도체 미세화 경쟁이 다시 불붙었다. 파운드리 시장에 재진출한 인텔이 하이 NA 극자외선(EUV) 노광장비를 처음 도입하고 연내 1.8나노 초미세 공정을 상용화하겠다고 밝혔기 때문이다.

이에 맞서 TSMC도 당초 로드맵에 없던 1.6나노 공정을 2026년에 양산하겠다고 맞불을 놓았다.

안진호 한양대  교수(연구부총장)은 “하이 NA EUV 장비는 반사경의 크기를 확대해 해상도를 높이는 기술”이라며 “기존 로우 NA EUV보다 기술적인 난도가 높아서 초기 도입에 큰 비용이 들지만, 장기적으로 보면 더 높은 해상도와 더 나은 성능을 위해 필요한 투자”라고 말했다.

안 교수는 미세 공정은 향후 10년간은 지속될 것이라고 강조했다. 그는 “현재 로드맵 상으로는 7나노까지 진행하는 것으로 돼 있다”며 “하이 NA 장비를 중심으로 미세화 경쟁은 지속될 것”이라고 전망했다.

그는 EUV 도입으로 관련 소재와 부품 개발도 중요해졌다고 강조했다. 특히 비싼 EUV 포토마스크를 보호할 펠리클 개발이 초미의 관심사라고 말했다.

펠리클은 마스크 보호를 통한 생산효율을 높이는 부품이지만, 현재 투과도가 낮아서 생산라인에 극히 일부만 도입되고 있다.

안 교수는 “투과도를 높이기 위해 얇은 펠리클을 제조했지만 내구성이 떨어지는 문제가 발생했다”며 “현재는 탄소나노튜브(CNT) 다공성 구조로 투과도를 95%까지 높이고 내구성을 높인 제품 개발이 시도되고 있다”고 소개했다.

높은 해상도와 선폭의 거칠기를 줄여줄 차세대 포토레지스트 개발도 도전 과제로 떠올랐다.

안 교수는 “지금은 오가닉 레지스트가 대세이지만, EUV 노광장비는 포톤의 에너지가 높아 선폭 거칠기 결함 등이 나타날 수 있다”며 “이를 극복하기 위해 메탈 오가닉 레지스트(MOR) 개발이 중요해졌다”고 말했다.

Q: “High-NA”의 의미는 무엇인가요?

A: “High-NA”는 고수치의 NA를 의미하며, 렌즈가 아닌 반사경의 사이즈를 늘려 해상도를 향상시키는 기술입니다.

Q: EUV 기술의 최근 도전 과제는 무엇인가요?

A: 미세 공정의 한계로 인한 기술적 허들과 반사경 사이즈 증대의 한계입니다.

Q: “에나모픽 방식”이란 무엇인가요?

A: 에나모픽 방식은 x축과 y축의 축소 배율을 다르게 해 해상도를 높이는 방법입니다.

Q: High-NA 장비의 비용은 왜 그렇게 높은가요?

A: High-NA 장비는 보다 고도화된 기술과 복잡한 구성 요소 때문에 제작 비용이 높습니다.

Q: High-NA 장비의 비용 효율성은 어떤가요?

A: High-NA 장비 한 대가 Low-NA 장비 두 대보다 경제적이고 효율적일 수 있습니다.

Q: 펠리클이 반도체 제조 과정에서 중요한 이유는 무엇인가요?

A: 펠리클은 EUV 노광 과정에서 마스크를 보호하며, 오염을 방지하여 생산성과 품질을 유지하는 역할을 합니다.

Q: 삼성이 펠리클을 사용하지 않는 이유는 무엇인가요?

A: 펠리클 사용으로 인한 투과도 저하가 생산성 감소로 이어져서, 기기 추가 구매가 필요하기 때문입니다.

Q: EUV 기술에서 나노 임프린트와 DSA의 역할은 어떻게 다른가요?

A: 나노 임프린트와 DSA는 EUV를 보조하는 기술로, 제한적인 용도에 사용되며 EUV를 완전히 대체할 수는 없습니다.

Q: 반도체 미세화 기술의 미래 전망은 어떠한가요?

A: 반도체 기술이 지속적으로 발전하여 미세화가 계속될 것입니다. 현재는 향후 10년간 미세화 로드맵이 존재합니다.

Q: High-NA 기술의 현재 상태와 앞으로의 발전 가능성은 어떻게 되나요?

A: High-NA는 고해상도를 가능하게 하는 미래 기술로, 여전히 발전하고 있으며 첫 장비는 인텔에서 먼저 도입했습니다.

Q: 반도체 공정에서 High-NA와 Low-NA의 차이점은 무엇인가요?

A: High-NA는 더 큰 반사경을 사용하여 해상도를 향상시키는 기술이고, Low-NA는 상대적으로 작은 반사경을 사용합니다.  이 때문에 하이 NA 장비가 더 얇고 미세한 회로 선폭을 그릴 수 있습니다.

Q: EUV 기술에서 파장과 렌즈의 역할은 어떻게 변화하고 있나요?

A: EUV 기술에서는 반사경을 사용하고, 사이즈를 무한정 키울 수 없으므로 새로운 설계와 방식이 연구되고 있습니다.

Q: 반도체 미래의 주요 도전과 기술적 발전은 무엇인가요?

A: 주요 도전은 계속되는 미세화와 기술적 허들의 극복이며, 발전은 High-NA 기술을 포함한 해상도 향상 기술들에서 이루어지고 있습니다.

정리_신일범 PD ilbeom@thelec.kr

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