<자막원문>
한: 오늘 오랜만에 EUV 얘기 한번 해보도록 하겠습니다. 이 차장님 모셨습니다. 안녕하세요.
이: 안녕하세요. 이수환입니다.
한: EUV 참 어려운 기술용어인데.
이: 어렵죠.
한: 언론에서 하도 이제 반도체가 워낙 핫하고 또 EUV에 대한 기사들이 많이 쏟아져나오니까. 이쪽 분야에 관심이 있는 분들 중에서는 EUV를 모르는 분들은 없는 것 같고.
이: EUV라는 단어가 생소하실 수는 있고 무슨 뜻인지 파악하기 어려워도. 일단 인지가 되어 있는 것 같아요.
한: 많이 인지가 되어 있죠.
이: 아무튼 첨단 반도체를 만들 때 쓰는 무언가.
한: 조금 자세히 들여다보면 펠리클(Pellicle)이라는 것들이 굉장히 주식시장이나 이런 곳에서 이슈가 되고 있죠. 그게 뭐냐면 결국에는 마스크. 우리가 빛을 쏘면 마스크에 회로 패턴이 그려져 있는 걸 통과해서 웨이퍼에 닿아서 회로가 만들어지는 건데. 마스크 가격이 굉장히 비싸잖아요.
이: 마스크 가격이 듣기로는 수억 원대.
한: EUV 마스크는 더 비싸다고 들었는데.
이: 어마어마합니다.
한: 그 마스크에 먼지가 붙으면 회로가 제대로 안 되고. 선폭이 계속 줄어들다 보니까 옛날에는 문제가 안 됐던 이런 미세한 이물이나 파티클이 지금은 문제가 될 수 있다. 20나노대나 30나노대에는 문제가 안 됐던 것들도 지금 5나노, 7나노대에는 문제가 되고 있거든요.
이: 맞아요.
한: 아예 그냥 기존에 장비로는 볼 수 없었던 먼지들까지도 있으니까. 참 미시 세계를 다루는 건 대단한 어려운 기술적인 요소들을 포함하고 있는 것 같은데. 펠리클 얘기를 해보자면 마스크에 먼지가 붇는 걸 방지하기 위해서 펠리클 위에 씌우는 거잖아요.
이: 그런데 아직까지는 펠리클없이 EUV 공정을 하고 있는 거죠?
한: 그게 EUV라는 장비 자체가 굉장히, 지금은 공장에 적용을 해서 쓰고 있지만 그게 그때 당시에 처음 도입할 때는 굉장히 지체된 것이었거든요. “지체됐다”라는 게 광원이 너무 약하다. 소스 파워가 너무 약하다. 약하다라고 하는 이유는 EUV라는 그 광원의 특성 자체가 세상에 있는 모든 것들에 다 흡수가 된다. 기체·고체·액체 다 흡수가 되니까. 기존에 불화아르곤(ArF) 노광 장비나 이런 쪽에서는 빛을 위에서 아래로 내리쬐면 렌즈 통하고 물을 통하고 굴절되면서 그걸로 회로 패턴을 그리게 했는데. EUV는 흡수가 너무 많이 되니까 그 구조로는 할 수가 없었던 거죠. 그러니까 지금 구조를 잘 보시면 반사가 많이 되는데. 특수 소재의 거울에서 반사가 계속되는데. 그러면서도 흡수가 되거든요. 근데 이제 마스크를 지나서 웨이퍼에 닿기 전에 그 마스크 위에 펠리클을 씌워놓으면 거기에 투과율이 높지 않으면 거기서도 광 손실이 너무 많으니까 쓸 수가 없었던 거죠.
이: 그러면 투과율이 굉장히 중요할 것 같은데. 우리가 밖에서 태양 빛이 있더라도 유리 하나 있어도 좀 덜 뜨겁잖아요.
한: 그렇죠.
이: 투과율이 굉장히 중요한데 지금 투과율이 얼마나 되는 겁니까?
한: 그러니까 제조사에서 얘기한 것은 “소자 업체 회사들은 90% 이상 무조건 되어야 한다”. 왜냐하면 그게 안되면 거기서 또 광원을 또 잃어버리니까 상대적으로 빛이 약해버리면 그 프로세스 시간이 더 길어지잖아요. 그게 결국은 다 비용인데. 그걸 못 맞추니까 펠리클없이 하고 있는데. 펠리클없이 해서 생기는 여러 가지 문제점들이 있습니다. 그 마스크 하나에 수억원씩 하는데. 거기에 먼지가 묻으면 그걸 또 빼서 리페어도 해야 되니까 비용이 많이 들어가고. 혹시 먼지가 있는지 없는지도 몰라서 그냥 그대로 작업을 해버리면 웨이퍼에 그대로 먼지가 있는 상태로 가버리면 거기에 또 문제가, 수율에 문제가 될 수 있고. 그렇다 보니까 펠리클을 빨리 개발해야 된다고 하는데 지금 많이 왔거든요. 90% 이상 되고 그게 또 중요한 건 두께도 얇아야 되요. 두께가 50나노.
이: 종잇장 정도겠네요.
한: 제가 볼 때는 우리가 집에서 과자 먹다가 남아있는 과자에 크린랩을 씌울 때 참 얇아서 컨트롤하기 쉽지 않은데. 50나노면 하여튼 엄청 얇은 거죠. 엄청 얇고 또 만들기가 어려웠던 게 얇은 데다가 투과율도 높아야 되고 거기다가 빛이 닿으면 갑자기 엄청나게 높은 열이 발생하거든요.
이: 에너지가 닿으니까 열이 발생하겠죠
한: 그 열에 대한 내열성도 확보해야 되기 때문에 만들기 어려웠던 건데. 금년 간에 대략으로 적용을 할 것 같아요. 안 하면 안되는 상황이 이제 오고 있거든요. 웨이퍼 장수도 늘어나고 있고 이제 D램에도 하겠다고 하지 않습니까. 그러니까 정확하게 제가 얘기 드릴 수는 없지만, 꽤 금년 간에 적용을 할 것 같다, 펠리클을.
이: 펠리클하면 에프에스티라는 회사가 떠오르는데. 이번에 새롭게 개발한 게 있다면서요?
한: 오늘 얘기할 건 펠리클 그 자체에 대한 건 아닌데. 그건 계속 개발을 하고 있는 것 같고. 오늘 얘기할 건 장비에 대한 얘기입니다. EUV 장비 옆에 부대로 붙는 부대장비들인데. 부대장비들이라고 해도 그게 금액이 장비가 가격이 그렇게 싸진 않은 것 같거든요.
이: 예전에 영상에서도 말씀하셨지만, EUV 장비 가격도 대략 2000억원 정도.
한: 1500억원에서 2000억원 정도.
이: 그 정도 안에 들어가는 생태계에 들어가는 장비 가격이면 적지 않은 가격을 가지고 있겠네요.
한: 그래서 이번에 에프에스티에서 상용화를 앞두고 있는 이미 고객사 데모는 평가를 했고. 평가 점수도 굉장히 잘 나왔다고 그래요. 대표적인 장비가 뭐냐면 ‘EPMD’라는 장비입니다. EPMD(EUV Pellicle Mounter & demounter).
이: ‘마운터’라고 하면 뭔가를 붙였다가 떼는 역할인 것 같은데.
한: 과자를 먹고 나서 남은 과자를 포장하려면 크린랩으로 우리가 손으로 하잖아요? 근데 마스크 위에 펠리클을 올려야 되지 않습니까. 물론 프레임이 있어요. 프레임이 끝에 있긴 한데. 그 가격이 거의 1억원 가까이한다고 그래요. 한 장당. 근데 마스크 가격보다 훨씬 더 비싸니까 그걸 보호하려면 1억원짜리라도 우리가 위에 올려야 되는데. 기존에 수동 장비가 있었다고 그래요. 올리는 장비인데 사람 손이 많이 들어가야 되는 장비인데 그걸 정밀하게 올려둬야 제 역할을 하는데. 가격이 1억원짜리를 사람의 손으로 올리다가.
이: 떨리는데요.
한: 잘못해서 깨 먹으면 비싼 외제차 가격 1대를 날리는 거 아닙니까? 이번에 에프에스티에서 만든 EPMD(EUV Pelicle Mounter & Demounter). 이 장비는 사람의 손을 안 타고.
이: 자동으로 해준다.
한: 마스크도 넣고, 구조는 제가 잘 모르겠어요. 마스크 넣어놓고 펠리클을 넣어놓으면 자동으로 올려주고 뺄 때는 빼주는 장비를 개발을 했고. 기존에 사람의 손으로 하면 10개 중에 몇 개 정도는.
이: 실수가 없을 수 없겠죠.
한: 그러면 웬만한 직원들의 1년 치 연봉 이상이 날아가는 건데. 이 장비는 테스트 해보니까 거의 100% 문제없이 다 올리더라라고 해서 좋은 평가를 받은 것 같습니다. 한 2년 정도 같이 개발을 했다고 그래요.
이: 적잖이 많은 시간을 들였는데. 그러면 수동 장비 있잖아요? 그건 누가 만들어서 공급했던 겁니까?
한: EUV라는 장비 자체가 ASML이 만든 거다 보니까 그 주변에 있는 부대장비들이 여러 가지가 있어요. 소위 얘기해서 펠리클 자체도 ASML이 일본에 있는 M사를 통해서 개발할 수 있는 기술이전도 해줬다고 그러니까 그 생태계가 잘돼야 어쨌든 본인들의 비싼 장비를 파니까. 그 펠리클을 올리는 그 수동 장비도 ASML이 가이드라인처럼 “이렇게 올리시면 됩니다”라고 레퍼런스 장비처럼 해서 공급한 게 있는데. 그 장비 가격도 꽤 비싸다고 그래요. 100억원이 넘진 않지만 10억원~20억원 수준은 아닌 것 같고. 수십억원대에 가격대를 갖고 있는 것 같은데. 물론 희소성이 있으니까 그렇게 비싸겠죠. 근데 이제 수동인데...
이: 수동인데 그 정도 가격이면 진짜 비싼 가격이네요.
한: 자동은 그것보다 더...
이: 더 비싸겠지만 그래도 이제 사람의 실수를 줄일 수 있는 거니까. 그러면 그 장비는 처음입니까?
한: 그 가이드라인처럼 제공한 레퍼런스 장비가 ASML이 한 거였고. 전체를 자동으로 해줄 수 있는 장비는 에프에스티가 세계 최초인 것으로 저희가 파악을 했습니다. 그리고 장비 가격이 아까도 말씀드렸지만 그렇게 몇억원짜리 같이 저렴한 장비는 아니고. 꽤나 가격이 나갈 것 같다는 느낌이 들 정도에요. 왜냐하면 수동 장비 가격이 그 정도로 비쌌다고 하니까. 그리고 펠리클 사용량이 많아지면 많아질수록 이 장비는 계속 많이 들어가야 되겠죠. 그리고 지금 사실 파운드리에서 몇만 장 수준으로 7나노, 5나노를 하고 있잖아요. 웨이퍼 투입량 기준으로. D램에 적용이 되면.
이: 양의 단위가 달라지겠죠.
한: 단위가 달라지죠. 지금 삼성전자나 SK하이닉스든 수십만장, 30만장~40만장 이렇게 웨이퍼 투입량이, 물론 한 번에 다 EUV로 전환되진 않겠지만 점진적으로 1개 마스크, 4개 마스크. 이런식으로 공정 횟수를 늘려나가겠지만 D램이 진정한 EUV 생태계 확대의 시작점이다. 이렇게 보고 있죠. 그렇게 되면 장비도 많이 나갈 수밖에 없을 것 같다.
이: 그러면 이번에 개발된 장비가 방금 말씀하신 것 외에도 다른 장비가 있다고 들었는데요.
한: 그것 말고 검사 장비들 2종을 개발을 했고 이것도 평가를 통과한 것 같아요. 그래서 하나는 펠리클 내에 이물이 붙었는지. 왜냐하면 펠리클도 이물이 붙으면 그걸 어떻게 리페어를 하는지는 모르겠지만 이물이 붙었는지는 우리가 알아야 되고.
이: 마스크에 이물을 보호하기 위한 펠리클에 또 이물이 붙었는지를.
한: 그렇죠.
이: 검사를 해야 되는 거군요.
한: 크린랩에 먼지가 붙으면 그냥 갖다 버리면 되는데. 이건 몇천만원~1억원씩 이렇게 하니까. 거기에도 이물이 붙었는지 확인을 해야 되고. 그걸 또 한 번 재생하는 기술도 개발이 되고 있는 것 같은데. 어쨌든 레이저하고 이미지프로세싱 기술을 소프트웨어적인 걸 합쳐서 펠리클 위에 이물이 붙어 있는지. 이물이 붙어있다면 어떤 종류의 이물인지 또 어디에 붙어있는지를 확인하는 인스펙션 장비, EPIS(EUV Pellicle Inspection System)이라고 개발을 했고. 또 하나는 뭐냐면 마스크를 안 쓸 때 어딘가에 보관해야 되지 않습니까. 어디 넣어놔야 되잖아요. 그 마스크를 보관하는 포드 같은 게 있어요. 그 포드 안에 또 먼지가 붙어있으면 마스크에 영향을 미치니까. 그 포드 안에 넣기 전에 우리가 그 포드가 제대로 정말 이물이 정말 없는지 깨끗한지를 확인하는 장비. 그것도 원리는 비슷한 것 같은데. 그 장비 이름이 EPODIS(EUV POD Inspection System) 이것도 굉장히 호평을 받았다고 그래요. 이런 장비 말고도 지금 현재 개발하고 있는 장비가 팔랑거리는 펠리클을 박막과 프레임으로 어셈블리하는 장비 이런 것도 개발을 하고 있고. 하여튼 뭐 한국에서 펠리클 사업을 제대로 하는 회사가 에프에스티이고. 기존에 디스플레이나 반도체 쪽에 마스크용 펠리클을 계속 개발을 했었고 판매를 했었고. 매출을 꽤 많이 냈던 회사이고. 이걸 컨트롤 할 수 있는 경험과 기술이 있기 때문에. “이게 필요하겠다”라고 해서 선행개발을 한 거고. 이 장비들은 아까 말씀드린 대로 펠리클을 자동으로 올리고 내리는 장비는 세계 최초이고. 검사 장비 같은 경우는 일부 대만에 어떤 회사가 하는지, 정확하진 않지만 어쨌든 세계 최초 혹은 국내 최초로 지금 개발을 했고. 대형 고객사 퀄을 통과하고 빠르면 올해 연내에 일부 매출이 나올 수도 있고 늦어도 내년에는 굉장히 의미 있는 수준에 매출을 신사업에서 올릴 수 있다. 칠러(Chiller) 사업, 기존에 프로세스챔버 안에 온도 조절하는 칠러 설비와 펠리클이 이 회사의 주력 매출원이었는데. 작년에 매출1600억원 정도 한 것 같아요. 60% 이상이 칠러이고 30% 정도가 펠리클이었는데. 이 장비에서 꽤 의미 있는 수준에 매출 비중을 갖고 오지 않을까.
이: 신사업이어서 굉장히 의미가 커 보입니다.
한: 신사업이어서 의미가 큰 것 같아요. 제가 얘기 들어보니까 회사 내부에서도, 사실 매출이 없으면 연구소나 이런 곳에서 개발하고 이럴 때는 돈을... “저게 돈이 되겠어?”라고 약간 천대받고 이럴 수도 있을 것 같은데. 지금 퀄 통과하고 이러다 보니까 회사에서 이 장비에 대해서 기대감이 굉장히 큰 것 같더라고요.
이: 또 EUV라는 게 한번 적용이 되면 앞으로 상당 기간 동안 EUV를 쓸 수밖에 없는 상황이잖아요.
한: 이 시장이 아직 아까 말씀드린 대로 D램으로 가기 전이기 때문에. 조금씩 하고 있지만, D램 시장이 개화하면 이 생태계가 확 터지는 거거든요. 아직 EUV 생태계는 제대로 시작 안 했다. 그래서 그 초입에서 이런 새로운 장비, 기존에 없던 장비들이지 않습니까. 원래 칠러를 하긴 했지만 이런 종류의 장비를 에프에스티가, 물론 자회사에서 오로스테크놀로지라든지 자회사가 있지만, 이런 종류의 장비를 했던 적이 없기 때문에 기대가 굉장히 큰 것 같아요.
이: 그러면 원론적으로 펠리클에 대해서는 어떻게 진행이 되고 있는 겁니까?
한: 그거에 대해서 저도 궁금한 점이 많고 시중에 그쪽 회사에 관심 있는 사람들이 궁금한 점이 많은데. 현재 개발이 계속 진행 중인 것 같아요. 그건 저희가 좀 더 알아보고 구체적으로 잡히는 사항이 있으면 알려드리도록 하겠습니다.
이: 알겠습니다.
한: 오늘 여기까지 하겠습니다. 고맙습니다.