삼성전자, 1나노부터 고개구율 EUV 기술 적용

싱글 패터닝으로 제조 효율 구현…2030년께부터 양산 적용할 듯

삼성전자가 이르면 오는 2030년께 상용화될 1나노미터(nm) 공정부터 노광 기술 혁신에 나선다. 차세대 극자외선(EUV) 기술인 '고개구율(High-NA) EUV'를 1나노에 양산 적용할 계획으로, 현재 상용화를 위한 기술 개발에 집중하고 있다.

박창민 삼성전자 마스터는 11일 경기 수원컨벤션센터에서 열린 '2026 차세대 리소그래피+패터닝 학술대회(NGL 2026)'에서 회사의 노광 기술 로드맵에 대해 이같이 밝혔다. 노광은 반도체 웨이퍼에 회로를 새기는 공정을 뜻한다.

ASML의 EUV 노광 장비 개념도(사진=ASML)

삼성전자는 8나노 이하의 첨단 파운드리 공정부터 EUV를 양산 적용해 왔다. EUV는 기존 반도체 노광 공정 소재인 불화아르곤(ArF) 대비 빛의 파장이 13분의 1 수준(13.5나노미터)으로 짧다. 

덕분에 ArF로 여러 번 노광(멀티 패터닝)해야 하는 초미세 공정을 더 적은, 혹은 단일(싱글 패터닝) 공정으로 구현할 수 있다. 패터닝 수가 줄면 제조비용 저감 및 생산성 향상에 유리하다.

삼성전자는 차세대 EUV 기술인 High-NA EUV 개발에도 매진하고 있다. 본격적인 양산 적용 목표는 1나노(A10; A는 0.1나노 단위인 옹스트롬) 공정으로 보고 있다.

박 마스터는 "2나노, 1.4나노 등에서 High-NA EUV를 양산 적용하고 싶었으나 아직은 기술적 보완이 필요한 상황"이라며 "A10 이하부터 High-NA EUV가 필요할 것으로 보고, 다양한 협력사들과 공동 개발을 진행하고 있다"고 설명했다.

이를 고려한 삼성전자의 High-NA EUV 양산 적용 시점은 오는 2030년께로 관측된다. 삼성전자는 현재 2나노 공정까지 상용화에 성공해, 오는 2029년 1.4나노(SF1.4) 공정을 양산할 계획이다. 2030년에는 1.4나노의 개선 버전인 SF1.4+과 1나노 공정 양산에 나설 것으로 알려졌다.

박창민 삼성전자 반도체연구소 Foundry공정개발팀 마스터가 발표를 진행하고 있다(사진=지디넷코리아)

High-NA EUV는 렌즈의 개구수(NA)를 기존 0.33에서 0.55로 끌어올린 기술이다. 개구수는 빛을 모으는 집광 능력을 뜻한다. 해당 수치가 높을수록 해상력이 향상돼, 더 미세한 회로를 구현하는 데 용이하다.

High-NA를 활용하면 기존 EUV로도 멀티 패터닝을 진행해야 했던 초미세 공정을 싱글 패터닝으로 구현할 수 있게 된다. 덕분에 비용 효율성이 높아지는 효과를 얻을 수 있다. 단 한번만 패터닝을 진행하므로 회로 설계도 더 자유롭게 진행할 수 있다.

다만 High-NA EUV는 기술적 난이도가 매우 높고, 설비 역시 매우 고가에 속한다. 마스크, 펠리클 등 관련 소재 기술도 고도화돼야 한다. 때문에 업계는 향후 공정에서 EUV 멀티 패터닝과 High-NA EUV 싱글 패터닝이 혼용될 것으로 보고 있다.

박 마스터는 "1.4나노 및 1나노 공정까지는 0.33 NA EUV 기반의 멀티 패터닝이 메인 스트림이 될 것"이라며 "이후의 차세대 공정은 High-NA 패터닝이 메인이 될 것이라고 생각한다"고 말했다.