[단독] 삼성전자, 日 미쓰이 손잡고 3나노 수율 개선 사활

노광공정 오염 막는 '펠리클' 도입

화성 S3에 적용, 생산성 끌어올려

차세대 CNT 제품 상용화도 속도

경기도 화성에 위치한 삼성전자 극자외선(EUV) 전용 기지 V1라인. 사진제공=삼성전자

삼성전자(005930) 재무분석차트영역상세보기가 파운드리(반도체 수탁생산) 초미세공정 생산성을 높이기 위해 일본 미쓰이화학의 ‘극자외선(EUV) 펠리클(노광공정용 오염 방지 덮개)’을 도입한다. 아울러 차세대 ‘탄소나노튜브(CNT) 펠리클’ 상용화에도 박차를 가하고 있다.

25일 업계에 따르면 삼성 파운드리는 일본 미쓰이화학에서 수십억 원 규모 EUV 펠리클을 구매하기로 했다. 최종 시험을 거친 뒤 경기도 화성 3나노(㎚·10억 분의 1m) 파운드리 라인 'S3'에 적용해 양산에 활용할 전망이다. 펠리클은 오염 방지용 덮개로 반도체 제조의 핵심인 노광 공정에 쓰인다. 빛을 회로 모양이 새겨진 마스크에 통과시켜 동그란 웨이퍼에 입히는 작업이 ‘노광’인데 펠리클을 마스크에 씌워 이물질이 묻는 것을 방지한다.

7나노 이하 초미세공정에 사용하는 EUV 공정에서 펠리클의 성능은 더욱 중요하다. EUV 빛은 어떤 물질에서든 쉽게 흡수되는 데 펠리클이 얼마나 온전히 빛을 그대로 투과시킬 수 있는 지가 관건이다.

세계 파운드리 1위 TSMC는 자체 EUV 펠리클 기술을 개발해 생산성을 극대화했다. 반면 삼성전자 3나노 공정은 지난해 극심한 수율 부진을 겪으며 지난해 4분기에만 2조원대 적자를 낸 것으로 추정된다. 생산성 개선에 사활을 건 삼성전자가 고심 끝에 미쓰이의 EUV 펠리클을 선택한 것이다. 미쓰이화학은 세계 유일의 EUV 펠리클 공급사로 2019년 네덜란드 EUV 노광 장비회사인 ASML과 협약을 맺고 관련 기술을 개발해왔다.

'EUV시너지 태스크포스(TF)'를 가동 중인 삼성전자는 차세대 CNT 펠리클도 개발하고 있다. 국내 에프에스티(036810) 재무분석차트영역상세보기(FST)와 연구개발(R&D)에 몰두하며 가급적 이른 시일 내 개발을 목표로 하고 있는 것으로 전해졌다. 미쓰이 역시 CNT 펠리클 개발 중이다.