“광학기술의 발전은 초기 리소그래피 시스템에서 현재 EUV에 이르기까지 무어의 법칙을 실현하는 핵심 원동력이었다. 칼자이는 10년 넘게 반도체 광학 분야 차세대 혁신을 위해 노력했으며 그 결과 High NA EUV를 실현할 수 있었다.”

매튜 윌슨 칼자이스 전무는 지난 8일 《디일렉》이 주관한 ‘2022 반도체 EUV 생태계 글로벌 컨퍼런스’에서 이같이 말했다. 

흔히 네덜란드 ASML을 가리켜 ‘슈퍼을’이란 표현을 쓴다. 장비를 납품하는 협력업체지만 반도체 생산기업도 눈치를 볼 수밖에 없다는 점 때문이다. 그런데 ASML이 의지하는 ‘슈퍼을’의 ‘슈퍼을’ 기업도 있다. 바로 독일 광학전문기업 칼 자이스다.

EUV 장비는 파장 13.5나노미터(nm)의 극자외선을 활용한다는 특징이 있다. 파장 193nm 수준의 빛을 쓰는 기존 노광장비는 렌즈를 이용해 빛을 투영시키는 방법을 썼다. 하지만 EUV 장비의 광원인 극자외선은 파장이 짧지만 단점도 있다. 공기에만 닿아도 빛이 흡수된다. 그래서 내부를 ‘진공’ 상태로 만들고 빛을 흡수하는 렌즈 대신 특수 제작된 ‘반사거울’을 여러 개 이용해 빛을 반사시키는 방법으로 웨이퍼에 회로를 새긴다. 반사거울을 유일하게 만들 수 있는 곳이 칼자이스다.

칼자이스는 반도체 장비 관련 부품을 제공한 지는 약 50년. EUV 관련 기술도 30년 넘게 개발해 오고 있다. 그 결과 칼자이는 EUV 관련 특허만 2000개 이상 보유하고 있다. 

매튜 윌슨 전무는 “수십 년 동안 NA(뉴메리컬 어퍼처, 렌즈의 크기)와 파장을 수정하면 더 작은 구조의 해상도와 인쇄가 향상됐다”며 “오늘날 반도체 산업은 새로운 광학기술을 계속 찾고 있으며 최근 EUV 광학 장치로의 비약적인 도약으로 인해 파장이 크게 감소했다”고 설명했다. 

ASML은 하이-NA EUV 장비 도입 시점과 생산 로드맵을 여러 차례 발표한 바 있다. 매튜 윌슨 전무는 “현재 칼자이스는 하이-NA EUV 장비에 탑재되는 반사거울을 생산하고 있다”며 “NA가 높을수록 중력까지 고려해야 한다. NA가 0.5에 도달하려면 훨씬 더 복잡한 반사거울이 필요하다”고 말했다. 

이어 그는 “극자외선으로 웨이퍼에 회로를 그리려면 아주 높은 수준의 정밀함과 정확성이 요구된다”며 “하이-NA EUV에 사용되는 반사거울은 정확도가 너무 높아 달까지 거리에 있는 골프공 크기의 물체를 추적할 수 있을 정도”라고 말했다. 

디일렉=강승태 기자 [email protected]
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