<청년칼럼> 반도체업체, 미세공정의 핵심요소 EUV, QPT
<청년칼럼> 반도체업체, 미세공정의 핵심요소 EUV, QPT
  • 신재술 청년인재기자
  • 승인 2015.09.02 10:27
  • 댓글 0
이 기사를 공유합니다

▲ 반도체 칩 제조 공정 그림 <사진출처=ASML>

[업코리아=공주대학교 신재술 청년인재기자] 최근 IBM이 내년에 사용화 될 10nm 공정보다도 한 세대나 빠른 반도체 칩 프로토 타입을 공개 했다. 현재 반도체 업계는, 최신 프로세서 혁선을 이끈 인텔, 이러한 인텔보다 앞서 7nm반도체 생산 공정에 성공한 IBM, 10nm 칩을 사이에 두고 경쟁 중인 삼성과 대만의 TSMC가 주도하고 있는데 IBM이 7nm 반도체 생산 공정에 성공함으로서, 한계에 부딪힌 것으로 여겨졌던 무어의 법칙이 새로운 국면을 맞이하게 되었다.

이를 계기로 미래 경쟁력 확보를 위한 글로벌 반도체 기업들의 미세공정 전환이 박차가 가해지고 있으며, 전체 공정에 소요되는 시간 중 약 60%가 할애되며, 생산원가의 35%를 차지하는 노광기술이 경쟁의 핵심이다. 따라서 노광공정에서의 원가절감 및 공정 단순화는 반도체 생산업계의 공통 목표라고 할 수 있다.

노광공정에서의 중요 과제는 광원의 파장을 줄여 미세한 회로패턴을 형성하는 기술을 발전시키는 것인데, 업계에서는 10nm 이하 공정에서 멀티패터닝 기술이 장기적으로 봤을 때 한계에 다다를 것이라 판단, 대안 기술인 EUV 도입을 시도 중이다.

EUV(Extreme Ultra Violet, 극자외선)는 자외선(UV)과 X-선의 중간 영역에 있는 전자기파로서, 파장이 짧은 EUV를 활용하면 10nm 미만의 반도체도 한 번의 노광으로 생산이 가능하여 멀티패터닝의 대체 기술로 제안되고 있다.

장점은 짧은 파장으로 해상도를 극대화할 수 있고 적은 횟수의 패터닝으로 구현 가능하기 때문에 공정 수가 대폭 감소한다는 점에 있다. 반면에 EUV장비의 가격이 기존 ArF장비의 2배 가량 되고, 현재 기술로는 광원 출력이 부족, 웨이퍼 처리량이 부족하다는 점의 문제점이 있다.

EUV와 함께 주목받고 있는 QPC(Quadraple Patterning Tech, 쿼드러플 패터닝 기술)는 기존 DPT(Double Patterning Tech, 더블 패터닝 기술)를 반복하는 방식이다. 인텔, 삼성전자, TSMC 등의 반도체 업체가 사용하고 있는 기술이기도 하다.

장점은 기존의 ArF 장비를 이용해 구현이 가능하다는 점이다. 또 현재 기술로는 EUV 방식에 비해 생산효율이 좋다. 반면, 10nm 이하의 공정에서는 불가능하다는 의견이 많으며, 공정이 복잡해져 원가 상승을 초래할 가능성이 높다. 또 공정의 미세화를 위한 대체 광원이 없다.

현재 반도체 업계는 장기적인 광점에서 EUV로의 대체를 지향하는 추세다. 삼성전자만이 유일하게 멀티패터닝 기술의 현재형인 QPT를 발전시켜 10nm 이하 반도체 공정에 성공할 것이라 판단, 이를 적용한 기술 혁신에 주력하고 있다. 기존 이머전 ArF 장비를 바탕으로 공정 기술을 고도화하게 되면 10nm 진입이 가능하다는 판단에서다. 삼성전자와 TSMC의 10nm 기술은 멀티패터닝과 EUV 기술 간 대결이 될 것이다. 

[참고문헌-electronic science]

공주대학교 신재술 청년인재기자

업코리아, UPKOREA



댓글삭제
삭제한 댓글은 다시 복구할 수 없습니다.
그래도 삭제하시겠습니까?
댓글 0
댓글쓰기
계정을 선택하시면 로그인·계정인증을 통해
댓글을 남기실 수 있습니다.