삼성 "차세대 노광장비 개발" 왜 나서나

　삼성전자가 세계적인 반도체 장비업체인 어플라이드머티리얼스와 ASM리소그래피사가 공동으로 추진하고 있는 투사형 전자빔 리소그래피 기술개발 프로젝트(스칼펠)에 합류하기로 한 것을 계기로 차세대 반도체 노광기술 개발에 관심이 집중되고 있다. 차세대 노광장비 개발이 주요 이슈로 떠오르고 있는 것은 현재 반도체 노광공정에 주로 사용되는 자외선 스테퍼의 회로선폭 기술 한계가 0.15㎛(1미크론=100만분의 1m)으로 향후 반도체 집적용량이 기가급 단위로 넘어갈 경우 0.1㎛ 이하의 미세회로까지 형성할 수 있는 새로운 노광장비 등장이 불가피하기 때문이다.

　대표적인 노광장비인 스테퍼는 반도체 회로가 그려진 사진 원판을 축소해 투영렌즈를 통해 웨이퍼에 그려넣는 장비로서 사용하는 광원의 종류에 따라 그 해상도가 크게 달라진다.

　현재 주로 사용되고 있는 0.25㎛급 미세가공에는 파장이 2백48㎚ 인 불화크립톤(KrF) 엑시머레이저를 주요 광원으로 사용하고 있으며 최근 반도체 생산라인에 도입되기 시작한 0.18㎛급에서는 파장 1백93㎚의 불화아르곤(ArF) 엑시머레이저가 사용되고 있다.

　문제는 0.15㎛급 이하의 초미세공정이 필요한 기가급 반도체 분야의 경우 1백㎚ 파장 이하의 광원을 사용하는 노광 공정장비 개발이 불가피하다는 점이다. 이 때문에 세계적인 반도체 장비, 소자 업체들은 내부적으로 차세대 광원을 이용한 노광장비 개발에 대대적인 투자를 아끼지 않고 있다.

　삼성전자가 이번에 스칼펠 프로젝트에 참여하기로 결정한 것도 바로 차세대 노광기술의 확보없이는 확고하게 다진 D램 세계시장의 지배력을 유지할 수 없을 것이라는 판단에 따른 것이다.

　최근 차세대 노광장비 기술개발 경쟁에서 가장 앞서가고 있는 것은 인텔과 AMD, 모토롤러 등이 컨소시엄을 구성해 개발중인 EUV 노광기술이다. 미국의 센트럴 플로리다대학에서 처음 개발된 EUV 노광기술은 현재 사용중인 광학계 시스템의 일종으로 파장이 극히 짧은 EUV파를 광원으로 이용해 0.1미크론 이하의 미세회로공정 기술을 개발하겠다는 것이다.

　특히 이 기술을 채택한 노광장비는 전체 제품 크기가 소형 캐비닛 정도로 작고 가격도 저렴한데다 기존 스테퍼 장치들과 호환성도 좋아 차세대 노광장치로 채택될 가능성이 가장 높다는 평가를 받고 있다.

　삼성전자가 선택한 스칼펠 기술도 EUV와 함께 가장 유력한 차세대 노광기술로 지목되는 신개념 리소그래피 기술이다.

　지난 89년 미국의 루슨트테크놀로지스사 산하 벨연구소가 처음 소개한 이 기술은 레이저 대신 투사식 전자 빔을 광원으로 사용하는 리소그래피기술로 최근 웨이퍼 상에서 0.08㎛의 초미세회로 선폭을 구현하는 성과를 거둘 정도로 기술속도가 빠르다.

　이어 올해초에는 세계적인 반도체 장비업체인 어플라이드머티리얼스, ASM리소그래피사와 공동으로 이 기술을 이용한 리소그래피 시스템 상용화를 추진하기로 하면서 차세대 노광장비 분야에서 다크호스로 부상하고 있다는 평가를 받고 있다.

　특히 이번 삼성전자와 TI, 모토롤러사 등 세계적인 반도체 소자업체가 합세함으로써 고집적, 고성능화 실현을 위한 차세대 리소그래피 기술경쟁은 「EUV」와 「스칼펠」의 2파전으로 압축될 것으로 점쳐진다.

　이와 관련, 업계의 한 전문가는 『EUV나 전자빔과 같은 차세대 노광기술이 본격 채택되기까지 아직 2, 3년은 더 기다려야 하지만 노광 분야는 전체 반도체 제조공정의 최고 핵심기술 영역이기 때문에 이 분야의 향후 기술 주도권 향배는 반도체 업계의 최대 관심거리일 수밖에 없다』고 말했다.

최승철기자 scchoi@etnews.co.kr