머크가 유도자기조립(DSA) 기술이 향후 10년 내 상용화될 것이라는 전망을 내놨다. DSA는 차세대 패터닝 기술의 일종으로 극자외선(EUV)의 스토캐스틱(Stochastics) 오류를 보완하기 위해 연구되고 있다. 삼성전자와 TSMC 등 EUV 공정을 적용 중인 다양한 기업들이 관련 연구를 진행하고 있다.

아난드 남비어 머크 수석부사장은 2일 서울 강남구 신라스테이 호텔에서 열린 기자간담회에서 "DSA 기술은 현재 초기 단계이며, 향후 10여 년에 걸쳐 EUV에 필수적인 기술이 될 것으로 보고 있다"며 "고객들이 EUV 스텝을 개선하거나 줄일 수 있는 방법을 찾고 있는데, DSA를 이용하면 두 개의 EUV 스텝을 줄일 수 있다"고 말했다. 

이어 "EUV 기술의 소유비용이 매우 높기 때문에, 고객사들이 EUV 스텝을 줄이기 위한 노력을 하고 있다"며 "전세계 주요 반도체 기업과 DSA 연구 협업을 진행 중이다"라고 설명했다. EUV 공정을 사용 중인 삼성전자와 SK하이닉스 등 기업이 연구에 참여 중인 것으로 추정된다.

DSA는 차세대 패터닝 기술 중 하나다.  EUV 공정 중 DSA를 적용해 EUV 스토캐스틱 오류를 보완하는 형태로 연구가 진행되고 있다. 스토캐스틱은 임의적이면서 반복적이지 않은 패터닝 오류를 뜻하며, EUV 패터닝 오류의 50%를 차지한다.

DSA는 성질이 다른 고분자의 중합하는 성질을 이용해 패턴을 형성한다. 이전에는 폴리스티렌(PS)과 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 공중합체가 쓰였으나, 최근 12개에 달하는 고분자 재료를 배합해 DSA 소재를 연구하고 있다. 패턴을 얻는 방법도 EUV 등 광원 기반 패터닝 기술 대비 간단한다. DSA 재료를 웨이퍼에 도포하고, 가열해 패턴을 형성하는 방식이다. 다만, 디펙(결함) 제어에 어려움을 겪으면서 상용화에는 시간이 걸리고 있다. DSA 연구는 머크가 주도하고 있다.

머크는 지난해 3월 DSA 연구 논문인 'EUV 리소그래피용 네거티브 톤 레지스트(NTD)' 발표한 바 있다. 머크는 논문을 통해 NTD에 DSA를 적용하면 공정 비용을 크게 개선할 수 있다고 밝혔다.

다만, DSA 양산 적용을 위해서는 디펙 개선이 필요할 것으로 보인다. 현재 DSA를 통한 패턴 생성 과정 중 기포, 브릿지, 클러스터 등이 디펙이 발생한다. 이 중 브릿지 형태의 디펙이 가장 많다.

머크는 올해도 국제광공학회(SPIE)에서 DSA 관련 논문을 발표한다. 남비어 수석부사장은 "2월에 개최되는 SPIE에서 DSA 관련 논문을 발표한다"며 "DSA 기술 및 생산을 위해 글로벌 주요 반도체 기업(고객)과 적극적으로 협업하고 있다"고 강조했다. 

한편, 테크인사이츠가 지난해 1월 발표한 자료에 따르면 삼성전자의 DSA 관련 특허는 68건 수준이다. TSMC는 24건에 불과하다.

디일렉=노태민 기자 [email protected]
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