<시리즈> 변혁기 맞은 반도체 장비산업 분야별 신기술 점검 (5)

64MD램 이상 고집적 반도체 제조를 위한 DUV(Deep Ultra Violet)용 리소그래피 공정 도입이 최근 본격화되면서 이의 필수 장비인 스테퍼와 트랙 제품의 공급 경쟁도 점차 치열해지고 있다.

DUV용 스테퍼는 기존의 i라인 광원 대신 KrF(불화크립톤) 엑시머 레이저를 사용, 회로선폭 0.25미크론 이하의 미세 패턴을 형성할 수 있도록 하는 첨단 리소그래피 장비로 대당 가격이 5백만달러를 호가하는 최고가 반도체 장비다.

또한 DUV용 트랙 제품은 KrF 엑시머 레이저에 감응하는 DUV용 포토레지스트를 웨이퍼에 도포한 후 이를 다시 현상하는 일종의 코터 & 디벨로퍼 장비로 DUV 리소그래피 공정용 핵심 설비다.

반도체 회로 선폭이 점차 미세화되면서 이러한 DUV용 프로세스 장비의 도입이 최근 크게 늘고 있으며 특히 64MD램 3세대 이상의 고집적 반도체 제조부터는 회로선폭 0.25미크론 이하의 패턴 형성이 가능한 DUV용 스테퍼와 트랙 장비의 채용이 불가피할 것이라는 게 이 분야 전문가들의 분석이다.

실제로 삼성, 현대 등 국내 주요 소자업체들은 64MD램 생산을 위해 반도체 제조라인을 증설 또는 개조하면서 기존 i라인용 장비들 중 상당수를 DUV용 스테퍼 및 트랙 제품으로 교체하고 있으며 이에 따른 국내 DUV용 장비 수요도 최근 크게 증가하고 있는 추세다.

더욱이 최근 출시되는 DUV용 스테퍼는 기존에 한장씩 여러 번 찍어내던 단순 스텝 방식에서 탈피, 미세 회로 부분을 설계 도면에 따라 세밀히 그려내는 스텝 & 스캔(Step & Scan) 방식을 채택함으로써 종전보다 훨씬 넓은 노광 면적을 제공한다.

또한 현재 DUV용 장비에 주로 사용되는 KrF 엑시머 레이저보다 한단계 발전된 불화아르곤(ArF) 엑시머 레이저를 출력 광원으로 하는 차세대 스테퍼의 공급 시기도 예상보다 훨씬 앞당겨지는 등 이 분야 기술 발전 속도는 눈에 띄게 빨라지고 있다.

이에 따라 세계 최대 스테퍼업체인 일본 니콘은 KrF 엑시머 레이저를 광원으로 하는 「EX」시리즈를 본격 공급하는 동시에 회로선폭 0.15미크론급의 초미세가공이 가능한 ArF 엑시머 스테퍼도 내년 상반기까지 출시, DUV 스테퍼시장을 선점해 나간다는 전략이다.

네덜란드 스테퍼업체인 ASML과 미국의 SVG社 또한 스텝 & 스캔 방식의 DUV용 스테퍼인 「PAS 5500/500」과 「Micra Scan」 모델을 각각 출시하고 이 시장 개척에 나섰다.

DUV용 트랙 장비업체들간 공급 경쟁도 점차 치열해지고 있다.

현재 세계 트랙 장비시장의 절반 이상을 점유하고 있는 도쿄일렉트론은 시간당 최대 1백20장의 웨이퍼를 처리할 수 있는 DUV용 트랙장비 「ACT-8」의 본격적인 공급과 함께 조만간 3백㎜ 웨이퍼용 「ACT-12」 제품도 출시, i라인에 이어 DUV시장에서도 선두 위치를 고수해 나갈 방침이다.

일본 트랙 장비업체인 DNS 또한 현재 생산중인 i라인용 트랙장비인 「SK-W80B」를 DUV용 제품으로 성능 개선하는 동시에 DUV 프로세스용 「D-Spin200」제품도 출시해 놓고 있다.

미국 SVG도 자사가 DUV용 스테퍼와 트랙 장비 모두를 보유하고 있다는 장점을 살려 적극적인시장 공략에 나설 방침이다.

국내 장비업계의 한 관계자는 『올해 신규 발주될 스테퍼 및 트랙 장비 물량 중 절반 가량은 DUV용 제품으로 채워질 것으로 예상되며 특히 DUV 장비 대부분이 고가의 첨단 제품들이어서 올해 국내 DUV 관련 장비 시장 규모만도 6천억원을 훨씬 상회할 것』으로 내다봤다.