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<삼성 반도체 공장이 있는 평택캠퍼스 전경. <삼성전자 제공>>

삼성전자가 극자외선(EUV) 노광 공정 핵심 재료인 포토레지스트(PR) 수급을 다변화한다. 삼성은 미국 반도체 소재 업체인 인프리아의 EUV용 PR를 조만간 적용할 계획이다.

인프리아는 무기물 기반 EUV PR를 만드는 세계 유일 업체다. 무기물 PR는 초미세 반도체 회로 구현 성능이 우수한 것으로 평가받고 있다. 삼성의 EUV 공정 경쟁력 강화와 그동안 일본에 의존해 온 EUV PR 조달 다변화가 기대된다.

26일 반도체 업계에 따르면 삼성전자는 연내에 시스템 반도체 라인에 인프리아의 EUV PR를 도입할 계획인 것으로 파악됐다. 적용 대상은 확인되지 않았지만 인프리아가 만드는 PR는 초미세 공정에 장점이 있는 소재여서 5나노미터(㎚)와 같은 최신 파운드리 공정에 활용될 것이 예상된다.

인프리아는 삼성에 공급하기 위해 EUV PR 보관 설비 등 국내에 제반 인프라를 마련하고 있는 것으로 알려졌다.

이 사안에 밝은 업계 관계자는 “삼성전자의 현지 공급 요구에 따라 인프리아가 미국에서 생산한 EUV PR를 한국에 들여와 삼성전자 팹(공장)에 납품할 채비를 하고 있다”고 전했다.

또 다른 반도체 업체 관계자는 “삼성전자가 시스템 반도체 양산에 인프리아 PR를 사용할 계획인 것으로 안다”고 말했다.

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<포토레지스트는 반도체 회로를 구현하는 핵심 소재다. <그래프=삼성전자>>

PR는 반도체 회로를 만들기 위해 웨이퍼 위에 도포하는 필수 물질이다. 인프리아는 EUV 노광 공정에 특화되면서 차별화한 성능의 PR 기술을 보유하고 있다. 유기물로 구성된 기존 PR들과 달리 분자 크기가 약 5분의 1 수준인 무기물 기반 PR를 만들어 전보다 조밀하면서 선명한 회로 패턴을 형성하게 돕는다. EUV 시대 초미세 반도체 공정의 핵심 소재로 주목받으면서 삼성전자를 포함해 TSMC·인텔·SK하이닉스·어플라이드머티어리얼즈 등 세계적 반도체 회사들이 인프리아에 투자, 상용화를 지원했다.

삼성전자는 인프리아 PR에 대한 성능 평가를 완료하고 본격적인 적용을 추진하고 있는 것으로 풀이된다.

인프리아는 지난해 9월 전자신문사가 주최한 '테크위크 2020 라이브'에 참석해 미국 오리건 공장에 연 4000갤런 이상의 PR를 생산할 수 있는 능력을 갖췄으며, 글로벌 반도체 기업들에 양산 공급을 본격화할 것이라고 예고한 바 있다. 업계에 따르면 인프리아 EUV PR는 TSMC가 사용 중이고, 이번에 삼성전자로 확대되는 것으로 전해졌다.

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<인프리아 홈페이지>

삼성전자의 인프리아 EUV PR 적용은 초미세 파운드리 공정 강화의 의미로 해석된다. 반도체는 회로 선폭이 좁아질수록, 즉 미세화될수록 제조가 어렵다. 회로의 복잡함은 곧 결함으로 이어질 공산이 커서 반도체 성능 및 생산성 저하를 불러들일 수 있다. 인프리아 EUV PR는 초미세 회로 구현에 강점이 있고 EUV 공정 중 의도치 않게 나타나는 결함도 크게 개선할 수 있는 만큼 삼성전자는 초미세 반도체 공정, 특히 현재 EUV를 가장 많이 활용 중인 파운드리 공정 강화가 기대된다.

특히 인프리아 제품 도입으로 삼성의 EUV PR 수급이 다변화된다는 점에서 주목된다. 삼성전자는 EUV 공정에 JSR, 신에츠, TOK 등 일본 업체들의 PR를 사용 중이다. 2019년 일본 수출규제 이후 벨기에에서 PR를 들여오고 있지만 이는 JSR가 IMEC와 합작한 회사를 통해 수입하는 것이다. 한국에 EUV PR 공장 투자를 발표한 미국 듀폰도 아직 공급망에는 진입하지 못했다.

이에 따라 삼성의 인프리아 PR 도입은 일본 중심이던 EUV PR 수급에 변화를 예고, 업계 파장이 적지 않을 것으로 전망된다. 무기물 PR는 시스템 반도체뿐만 아니라 메모리용 EUV 공정에도 효과적이어서 향후 사용 확대가 예상된다.

삼성전자는 인프리아 EUV PR 적용과 관련해 “소재 공급사와 관련된 내용은 확인해 줄 수 없다”고 밝혔다.

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<EUV 노광기 작동 그림. EUV 노광기는 전 세계 ASML이 유일 공급하고 있다. <사진=ASML>>

윤건일기자 benyun@etnews.com