무어의 법칙 실현, EUV에 달렸나?

올해는 무어의 법칙 50주년이 되는 해로 인텔은 최근 14나노 공정에서 생산한 5세대 브로드웰 프로세서를 내놓으면서 앞으로도 무어의 법칙을 실현하기 위해 노력하겠다고 밝혔다.

통상 업계에서 반도체 미세 공정의 한계라고 말하는 10나노대가 당장 2년 후로 다가오면서 무어의 법칙이 새로운 노광기술인 극자외선(이하 EUV)으로 실현될 수 있을지 관심이 쏠린다.

EUV는 차세대 반도체 미세 공정을 실현시키는 방법으로 주목받는 기술이다. 파장이 13.5mm로 이전 노광 기술인 이머전 불화아르곤(ArF)이 193mm였던 것에 비하면 훨씬 길이가 짧아 더 미세한 반도체 회로를 구현할 수 있게 한다.

때문에 EUV는 짧은 파장의 빛을 이용해 정밀도를 높이는 반도체 노광 공정을 한 단계 더 나아가게 할 수 있어 10나노대 이후 반도체 생산 공정의 핵심 키워드로 부상했다.

실제로 ASML에 따르면 7나노 생산시 이머전 장비를 사용할 때 33번의 노광공정(마스크)이 필요했던 반면 EUV 장비를 사용하면 9번 정도로 줄어든다. 반도체 공정상 필요한 공정 과정이 줄어드면서 비용과 시간을 절약할 수 있어 효율적으로 생산할 수 있는 것이다.

ASML은 오는 2016년에는 EUV가 양산 도입이 가능할 것이라고 언급해 무어의 법칙에 따라 이론상 2017년에 10나노, 2020년에 7나노를 양산할 예정인 인텔의 차세대 프로세서 계획에는 부합한다.그러나 인텔, 삼성전자, TSMC 등 반도체 노광장비를 사용하는 업체들은 기존 장비인 이머전 ArF로 노광공정을 여러 번 거치는 더블패터닝기술(DPT), 쿼드러플패터닝기술(QPT)를 사용하면서 미세 공정을 구현하고 있다.

실제로 인텔은 14나노 공정을 사용한 5세대 프로세서 브로드웰을 EUV 없이 생산했으며 삼성전자도 작년말 14나노 핀펫 양산을 시작하면서 EUV를 사용하지 않았다. TSMC는 작년말 EUV 장비 2대를 도입했지만 아직까지는 실제 양산 도입보다는 테스트 단계인 것으로 알려졌다.

때문에 실제로 EUV가 생산 과정에서 사용될 수 있을지는 아직까지 명확하지 않다. 게다가 고객사들이 현재 사용하고 있는 기존 장비들 만큼의 생산성이 나올 수 있을지를 확신할 수 있어야 실제 생산에 도입될 수 있다는 요인도 있다.

ASML에서는 10나노대까지는 현재 사용하고 있는 이머전 ArF의 DPT와 QPT 기술로도 미세 공정이 가능하겠지만 7나노가 되면 여러번 거치는 노광공정 과정에 들어가는 생산비용 부담이 늘어나 EUV가 비용면에서 더 효율적이라고 말한다.

또 기존 장비 만큼의 양산성을 내는 수준인 하루에 1천500장 정도의 생산량을 2016년에는 달성할 수 있기 때문에 고객사들이 원하는 생산성을 충족할 수 있다는 입장이다.