반도체회로 노광기술, 극자외선의 동이 트다
- 액침노광에서 극자외선노광으로 세대교체 시작 -

차세대 반도체 회로의 미세 패턴 제작기술이 극자외선 노광기술로 세대교체가 이뤄지고 있다.

반도체회로 노광기술은 감광재료에 빛을 조사하여 미세회로를 그려내는 기술로, 짧은 파장의 광원을 사용할수록 더 미세한 패터닝이 가능하다. 이는 1개의 웨이퍼당 얼마나 많은 수의 칩을 찍어낼 수 있는지와 관련된 것으로, 반도체 칩의 가격과 성능을 결정하는 가장 중요한 기술이다.

현재까지 차세대 반도체 미세회로 패턴은 불화아르곤(ArF) 레이저(파장 193nm) 광을 액체층에 투과시켜 유효파장을 줄임으로써 해상도를 증가시키는 액침노광([붙임 1] 참조)이 주류를 이루고 있다. 이러한 액침노광은 더블패터닝을 적용하더라도 DRAM, 낸드플래시의 제조에 있어서 20 나노대의 패터닝 기술에서 더 미세하게 갈 수가 없었다.

그러다가, 최근 모바일 기기의 폭발적인 성장세와 함께, 3D 적층기술이 적용된 저전력 고성능인 반도체칩의 수요에 따라, 10 나노대의 미세 패턴닝이 가능한 양산 기술로 극자외선(EUV)(파장 13.5nm)을 광원으로 이용하는 극자외선노광([붙임 1] 참조) 기술이 차세대 노광 기술로서 대두되고 있다.

또한 최근 극자외선노광 관련 출원이 패턴공정, 반사형 마스크, 감광성 재료 등의 상용화 공정에 집중됨에 따라 액침노광에서 극자외선노광으로의 세대교체가 시작되고 있음을 시사하고 있다.([붙임 2] 참조)

특허청(청장 김영민)에 따르면, 2006년부터 2013년까지 국내에 출원된 극자외선노광 관련 특허출원은 모두 342건에 달하였고, 2008년부터 극자외선 관련 출원 건수가 액침노광 관련 출원 건수를 추월하는 추세를 보였다.([붙임 3] 참조)

극자외선노광 분야에서의 최다 출원인은 SK하이닉스로 조사 기간 중 86건을 출원하였고, 뒤를 이어 ASML 35건, 아사이 유리 31건, 칼짜이스 25건 등의 순 이였으며 삼성전자는 21건으로 6위로 나타났다.([붙임 4] 참조)

주목할 부분은 이 분야에서, 우리기업들의 선전이 눈에 띈다는 점이다. 광원, 광학계, 감광성재료 분야에서는 독일, 네덜란드, 일본 기업들이 우위를 점하고 있는 반면, 반사형 마스크, 패턴공정 분야에는 SK하이닉스와 삼성전자가 합하여 60% 이상의 절대 우의를 점하고 있으며, 검사/유지보수 분야에 있어서도 30% 이상을 점유([붙임 5] 참조)하고 있는 것으로 나타났다.

특허청 관계자(장현숙 과장)는 “향후 극자외선을 이용한 반도체 제조 공정기술에 있어서는 우리 반도체 기업들이 주도권을 잡을 것으로 예상된다”고 전망하였다.

붙임 : [참고자료] 가 포함된 보도자료 1부.
문의 : 특허심사2국 반도체심사과 계원호 사무관 (042-481-8375)