초기에는 연구개발(R&D)용으로 사용되다가, 2020년대 후반에 생산용으로 전환될 예정입니다.
SK하이닉스와 ASML은 수요일 초, 국내 이천에 위치한 자체 팹 M16에서 업계 최초의 Twinscan NXE:5200B High-NA EUV 리소그래피 시스템을 조립했다고 발표했다. 이 장비는 초기에는 차세대 공정 기술 개발을 위한 개발용(development vehicle)으로 사용되지만, 시간이 지나면 최첨단 공정 기술을 활용한 DRAM 양산에 적용될 예정이다.
SK하이닉기에게 이는 0.55 수치 개구수(Numerical Aperture) 광학계를 탑재한 업계 최초의 Twinscan NXE:5200B EUV 시스템을 구축했다는 점에서 큰 의미가 있다. 이를 통해 SK하이닉기는 경쟁사 마이크론, 삼성전자뿐 아니라 광범위한 반도체 산업 전반의 다수 기업들보다 기술적으로 앞서 나가게 되었는데, 이들 다수 기업들은 여전히 0.33 수치 개구수를 가진 기존 EUV 시스템을 채택해야 하는 상황이었다.
SK하이닉기 연구개발(R&D) 부문장인 차선용 수석 연구원은 “이번 핵심 인프라 구축은 저희가 추구해 온 기술 비전을 현실화할 수 있게 할 것으로 기대합니다”라고 밝혔다. 이어 “급성장하는 AI 및 차세대 컴퓨팅 시장이 요구하는 최첨단 기술을 통해 AI 메모리 분야에서의 리더십을 강화하는 것을 목표로 하고 있습니다”라고 덧붙였다.
ASML, EUV 칩 제작 기술 혁신을 이루고 2030년까지 처리 속도를 50% 증대 계획
ASML의 0.55 NA 렌즈가 탑재된 Twinscan EXE:5200N은 8nm 해상도를 달성했다. 이는 현재 Low-NA EUV 장비의 13nm 해상도와 비교했을 때의 수치이며, 단일 노출만으로 1.7배 작은 트랜지스터와 2.9배 높은 트랜지스터 밀도를 구현할 수 있게 한다. Low-NA 장비도 고가의 다중 패터닝(multi-patterning)을 통해 이 수준을 맞출 수 있지만, High-NA EUV는 리소그래피 공정을 단순화한다는 장점이 있다. 다만, 이와 동시에 새로운 기술적 난제를 수반한다.
칩 제조사들이 이중 또는 삼중 EUV 패터닝을 피할 수 있게 해주는 High-NA EUV 장비의 역량을 고려할 때, NXE:5200B는 초기에는 기존 Low-NA EUV 및 DUV 장비에 의존하는 공정 기술을 활용하여 차세대 DRAM의 프로토타이핑을 신속하게 가속화하는 데 사용될 것이다. 이후에야 비로소 이 장비는 높은 수율과 공정 주기를 보장하기 위해 High-NA EUV 장비의 사용이 필수적인 공정 개발에 투입될 것이다. ASML은 투자자 대상 프레젠테이션에서 DRAM 제조사들이 2030년대에 High-NA EUV 장비로 전환할 것으로 추정했다.
신속한 프로토타이핑은 차세대 공정 기술 개발 속도를 크게 높인다. High-NA EUV 장비는 기존 Low-NA EUV 장비로는 불가능했던 속도로 DRAM 구조(예: 캐패시터 트렌치, 비트라인, 워드라인)의 상세한 프로토타이핑을 가능하게 함으로써 SK하이닉기의 R&D에 결정적인 활력을 제공한다.
장기적인 관점(2030년대)에서 볼 때, SK하이닉기는 이 장비를 이용해 High-NA EUV 장비 사용이 필수적인 공정 노드에 필요한 패터닝 한계를 테스트하고, 새로운 레이아웃을 개발하며, 새로운 재료를 평가할 수 있다. 이는 전면적인 High-NA EUV 기반 생산에 진입해야 할 시점보다 훨씬 앞선 이점이다.
ASML의 첫 Twinscan NXE:5200B 장비가 고객사 현장(이 경우, 실제 양산 시설인 SK하이닉기 M16)에 조립된 것은 ASML에게 중대한 이정표를 의미한다. 과거에는 인텔의 오리건주 힐즈버러 근처 D1X 개발 팹에서 Twinscan NXE:5000 장비를 구축한 바 있으며, 이곳에서 이미 수만 개의 웨이퍼를 생산해 왔다. NXE:5000 시스템은 양산 전(pre-production) 시스템으로 분류되지만, 고부하 제조에 필요한 성능을 확보하기 위해 업그레이드가 가능하다.
ASML 고객팀장인 김병찬은 “High-NA EUV는 반도체 산업의 다음 장을 여는 핵심 기술입니다”라며 “ASML은 차세대 메모리 혁신을 이끌기 위해 SK하이닉기와 긴밀히 협력할 것입니다”라고 전했다.
[마지막 푸터 문구는 기사 내용과 무관하므로 생략했습니다.]