ASML·자이스, 5나노미터급 미세 패턴 인쇄하는 차세대 하이퍼 NA 노광 장비 10년 내 실현 가능

ASML과 칼 자이스 연구진이 차세대 극자외선 노광 기술인 하이퍼 NA(Hyper NA)가 약 10년 뒤 준비될 수 있다는 기술 로드맵을 학술 논문으로 제시했다.

영국 글로벌 통신사 로이터는 10월 8일(현지시각) 두 회사 엔지니어들이 동료 심사를 거친 논문에서 이 같은 결과를 발표했다고 보도했다. 다만 ASML은 하이퍼 NA 장비의 양산을 공식 확정하지 않았으며, 외신의 논평 요청에도 즉각 답하지 않았다.


해당 논문은 '마이크로/나노패터닝·재료·계측 저널' 10월호에 게재됐다. 연구진은 하이퍼 NA 기술이 5나노미터 크기의 미세 패턴을 인쇄할 수 있다고 밝혔다. 이 수치는 ASML의 현재 하이 NA(High NA) EUV 장비로 구현하는 패턴 크기보다 3분의 1 이상 작다.
반도체 제조사들이 3차원 설계로 칩 성능 향상을 꾀하고 있는 가운데, 논문은 속도와 전력 효율을 위해 더 작은 특징 구현이 여전히 중요하며 리소그래피 공정이 제한 요인으로 작용하고 있다고 설명했다.


연구진은 ASML의 현재 광원이 하이퍼 NA 장비에 '있는 그대로 재사용될 수 있다'고 논문에서 밝혔다. 자유 전자 레이저를 사용하는 대체 기술을 도입하더라도 조명 시스템 설계는 바뀌지 않는다고 덧붙였다.

자이스는 하이퍼 NA에 필요한 정밀도를 갖춘 거울을 이미 제작할 수 있다고 논문은 전했다. 하이퍼 NA 장비의 크기는 2층 버스 규모인 기존 하이 NA 장비보다 약간 클 것으로 논문은 제시했다.

하이퍼 NA를 넘어서는 기술은 더 짧은 파장의 빛을 사용하는 장비를 필요로 할 가능성이 높으며, 이는 아직 학술 연구의 과제로 남아 있다고 저자들은 밝혔다.

ASML은 인공지능 칩 미세 회로 인쇄에 쓰이는 EUV 리소그래피 장비를 생산하는 기업으로, 시가총액 기준 유럽에서 가장 가치 있는 기업으로 로이터는 소개했다. 하이퍼 NA의 전 단계인 하이 NA 장비 도입 경쟁은 이미 시작됐다.

인텔이 먼저 하이 NA를 실제 생산 공정에 투입했고, 삼성전자는 지난달 도입 사실을 밝혔다. SK하이닉스와 TSMC는 각각 2028년과 2030년에 하이 NA 장비를 도입하겠다고 밝혔다.


기존 광원 재사용이 가능하다는 논문의 결론은 미국 스타트업들의 사업 방향에도 영향을 미친다. 로이터는 일론 머스크가 텍사스의 자신의 테라팹 칩 공장에서 자유 전자 레이저 광원을 선호할 수도 있다고 시사한 점을 언급했다.

자유 전자 레이저 광원을 개발하는 xLight와 엑스선 리소그래피를 연구하는 Substrate가 대표적인 관련 스타트업이다. ASML의 현재 광원이 차세대 장비에도 활용될 수 있다면, 대안 기술을 개발하는 스타트업의 입지는 좁아질 수 있다.


진형근 글로벌이코노믹 기자 jinwook@g-enews.com