삼성전자, D램 미세화 한계 극복…ASML과 맞손

[아이뉴스24 박지은 기자] 삼성전자가 세계 최대 반도체 노광장비 업체 ASML과 손잡고 차세대 반도체 제조 기술 확보에 나선다.

인공지능(AI) 확산으로 반도체 성능 경쟁이 치열해지는 가운데 더 미세한 회로를 그리는 차세대 노광기술을 D램에 적용하고, 이를 효율적으로 활용하기 위한 12인치 포토마스크 생태계 구축에도 참여한다.

삼성전자, ASML 주도 '대형 마스크 컨소시엄' 참여

삼성전자는 8일 ASML이 주도하는 '대형 마스크 컨소시엄(Large Size Mask Consortium)'에 참여해 차세대 12인치 포토마스크 공동 개발에 나선다고 밝혔다.

현재 반도체 업계에서 널리 사용하는 6인치 포토마스크를 12인치로 전환하기 위한 협의체로, 공동 연구와 표준 개발 등을 추진한다.

포토마스크는 반도체에 새길 미세 회로 패턴이 담긴 정밀한 '틀'이다. 노광장비가 빛을 이용해 포토마스크의 회로를 웨이퍼 위에 새긴다. 반도체 회로가 미세하고 복잡해질수록 정교한 노광 기술이 필요하다.

삼성이 12인치 포토마스크 개발에 뛰어든 것도 이 때문이다. 차세대 노광장비인 고개구율 극자외선(High NA EUV)은 기존 EUV보다 더 미세한 회로를 그릴 수 있지만 한 번에 노광할 수 있는 영역은 줄어든다. 기존 6인치 마스크를 이용하면 회로를 나눠 새긴 뒤 이를 연결하는 '스티칭(Stitching)' 작업이 필요할 수 있다.

마스크 크기를 12인치로 키우면 이런 제약을 줄여 High NA EUV의 장점을 더 효율적으로 활용할 수 있다. 생산성을 높이고 제조 비용을 낮출 수 있다는 게 삼성전자의 설명이다.

다만 마스크 크기를 바꾸는 일은 삼성과 ASML 두 회사만으로 해결할 수 없다. 마스크 제조부터 소재와 검사·자동화 장비까지 관련 생태계가 새로운 규격에 맞춰 움직여야 한다.

삼성전자가 완성된 기술을 도입하는 데 그치지 않고 컨소시엄에 직접 참여해 공동 연구와 표준 개발에 나서는 이유다.

오는 2028년 D램에 차세대 노광기술…미세화 한계 돌파

삼성전자는 2028년까지 첨단 D램 제조에 하이 NA EUV를 업계 최초로 도입할 계획이다. 파운드리에 이어 첨단 메모리까지 차세대 노광기술 적용 범위를 넓히는 것이다.

하이 NA EUV는 현재 첨단 반도체 제조에 쓰이는 EUV보다 더 미세한 회로를 그릴 수 있다.

회로가 미세해지면서 기존 장비로는 여러 번에 걸쳐 회로를 그려야 하는 공정도 하이 NA EUV를 활용하면 단순화할 수 있다.

삼성전자는 이를 통해 D램 미세화 로드맵을 연장하면서 생산성도 높일 수 있을 것으로 보고 있다.

글로벌 반도체 업계도 같은 방향으로 움직이고 있다. 인텔은 이날 ASML과 하이 NA EUV 협력 현황을 공개하며 현재까지 100만장 이상의 웨이퍼 공정에 이 기술을 적용했다고 밝혔다.

현재 6인치 마스크를 활용하면서도 장기적으로는 대형 마스크로 전환하기 위해 ASML과 마스크·소재·장비 업체 등과 관련 표준과 인프라를 개발하고 있는 것이다.

삼성의 이번 협력은 하이 NA EUV 장비를 들여오는 것을 넘어 차세대 반도체 제조 방식과 관련 생태계를 만드는 단계부터 참여한다는 데 의미가 있다.

AI 반도체 수요가 늘면서 더 미세하고 복잡한 회로를 경제적으로 생산하는 능력이 반도체 업체의 경쟁력을 좌우하고 있어서다.

전영현 삼성전자 대표이사 부회장은 "AI 시대의 도래는 반도체 산업 패러다임을 바꾸고 있으며 밸류체인 전반에서 기술 혁신의 중요성을 더욱 높이고 있다"며 "ASML과의 협력을 한층 강화함으로써 'Next AI'를 위한 기술 기반을 마련해 나갈 것"이라고 말했다.

크리스토프 푸케 ASML 최고경영자(CEO)는 "삼성전자는 오랜 기간 ASML의 가장 중요한 혁신 파트너 중 하나"라며 "AI가 이끄는 새로운 시대를 맞아 삼성전자와 함께 차세대 반도체 제조를 위한 혁신을 이끌어 가기를 기대한다"고 말했다.