삼성전자가 극자외선(EUV) 공정 필수 소재로 꼽히는 펠리클의 현재 성능과 미래 기술에 대해 공개했다.
2일 업계에 따르면 강영석 삼성전자 DS부문 펠로우는 최근 부산에서 열린 'KISM2023' 학술대회에서 삼성전자의 EUV 기술 활용 현황과 미래에 대해 소개했다.
발표 내용 중 눈에 띄는 것은 EUV 펠리클의 활용에 관한 것이었다. 강 펠로우는 "올해 3분기까지 삼성전자가 활용하는 EUV 펠리클의 투과율은 90%를 기록했다"며 "향후 투과율을 94~96%까지 올리는 것이 목표"라고 설명했다.
펠리클과 마스크는 빛으로 반도체 회로를 반복적으로 찍어내는 노광 공정에서 필요한 소재다. 펠리클은 회로가 새겨진 마스크에 이물질이 묻는 것을 차단해 불량을 막는 덮개 역할을 한다.
최첨단 노광 공정인 EUV 공정에서 쓰이는 펠리클은 기존 심자외선(DUV)용 펠리클과 구조가 아예 다르다. 모든 물질에 흡수되는 EUV를 마스크에 닿게 한 후 이 온전하게 펠리클 바깥으로 빠져나가도록 해야 하기 때문이다. 강 펠로우가 말한 '투과율'은 이 이야기다. 펠리클로 진입한 빛 가운데 90%만 통과해 마스크에 닿았다는 얘기다. 이론으로 구현한 회로를 완벽하게 그리지 못할 수도 있다. 또한 범용 공정인 불화아르곤(ArF)용 펠리클의 투과율이 99.3%나 되는 것에 비하면 투과율이 비교적 낮다.
품질도 중요하다. EUV가 펠리클을 통과하면서 발생하는 열로 인해 휘거나 깨지는 상황을 막아야 하기 때문이다. EUV 펠리클은 투과율과 품질 모두를 고려해야 해 상용화 난도가 높다.
삼성은 현재 대형 고객사의 최첨단 EUV 파운드리(칩 위탁생산) 생산 라인 일부에 EUV 펠리클을 도입한 것으로 알려졌다. 물론 D램 생산 라인에도 EUV 공정을 도입했으나, 생산성과 원가를 고려하면 펠리클 없이도 메모리 양산이 가능하다는 판단을 내린 것으로 전해진다.
다만 강 펠로우는 이 발표에서 삼성이 국내 소재 회사의 EUV 펠리클을 활용하지 않고 있다는 점을 시사했다. 강 펠로우는 EUV 펠리클 공급사가 일본 미쓰이 단 한 군데라고 공개했다. 에프에스티(036810), 에스앤에스텍(101490) 등 한국 기업들이 EUV 펠리클 개발에 분전 중이나 아직 양산에 투입되지는 않았다는 얘기다. 공정 미세화와 ASML의 EUV 노광기 수가 증가할 수록 펠리클의 필요성도 커지는 가운데, 한국 기업 중에서는 누가 먼저 삼성전자의 파트너가 될 지 업계의 관심이 집중되고 있다.
삼성전자의 파운드리 라이벌 TSMC는 자체 EUV 펠리클을 활용해 7나노 이하 생산 라인에 적용 중이다.
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