용어사전

극자외선 (EUV) 공정

[extreme ultraviolet photolithography technology]

반도체를 만드는 데 있어 중요한 과정인 포토 (노광) 공정에서 극자외선 파장의 광원을 사용하는 리소그래피(extreme ultraviolet lithography) 기술 또는 이를 활용한 제조공정을 말한다.

극자외선 파장은 기존 공정기술인 불화아르곤(ArF) 광원보다 파장의 길이가 10분의 1 미만이어서, 극자외선 파장을 가진 광원으로 노광작업(레이저 광원으로 웨이퍼에 패턴을 새기는 작업)을 하면 반도체 회로 패턴을 더욱 세밀하게 제작할 수 있을 뿐더러 공정 수를 줄여 생산성을 높이고 고성능을 확보할 수 있도록 한다.

2020년말 현재 EUV 장비는 네덜란드 반도체 장비 기업인 ASML이 독점생산하고 있다. 가격은 모델에 따라 다르지만 대당 2000억원이 넘어 EUV 장비 보유 대수가 반도체업체의 경쟁력 척도로 꼽힌다.

2020년 말 기준 삼성전자가 확보한 EUV 장비는 25대로 세계 1위 파운드리(반도체 수탁생산)업체 대만 TSMC(45~50대)의 절반 수준인 것으로 나타났다. 삼성전자는 경기 화성 EUV 전용라인과 경기 평택 2공장에 이 장비를 분산 배치했다.

TSMC는 선폭(트랜지스터 게이트의 폭) 5㎚(나노미터, 1㎚=10억분의 1m) 이하 초미세공정 개발을 본격화한 2018년 이후 EUV 장비 전체 출하량(75대)의 60% 이상을 가져간 것으로 알려졌다. 나머지는 삼성전자 인텔 마이크론 SK하이닉스 등이 나눠 가졌다.

장비 보유 대수의 격차는 시장점유율 차이로 고착화할 가능성이 크다. EUV 장비가 충분하지 않으면 “최신 칩을 제조해 달라”는 고객사의 주문을 받을 수 없기 때문이다. 삼성전자는 현재 파운드리 점유율 ‘20%의 벽’에 막혀 있다.

삼성전자는 열세를 극복하기 위해 차세대 기술 개발에 나서고 있다. 2022년 본격 양산에 나서는 3㎚ 이하 공정에선 세계 최초로 칩의 전력 효율성을 크게 높인 GAA 기술을 도입할 계획이다.


EUV 장비 확보에도 주력할 계획이다. 2020년 삼성은 20대 정도의 장비를 추가 주문한 것으로 알려졌다. 인공지능(AI), 자율주행차 확산으로 초미세 공정에서 생산하는 반도체의 수요가 급증하는 데 대응하기 위해서다. 삼성전자에서 시스템 반도체를 총괄했던 한 전직 사장은 “파운드리를 기반으로 팹리스, 패키징 등 전후방 생태계를 서둘러 구축해야 TSMC를 따라잡을 수 있다”고 말했다.