처리량 125장에서 155장 이상으로 늘릴 계획
ASML이 극자외선(EUV) 노광기의 가장 큰 문제로 지적됐던 생산성 향상에 사활을 걸었다.
내년에 300㎜ 웨이퍼를 시간당 155장 이상 처리할 수 있는 2세대 EUV 노광기를 출시하고 2021년 차세대 EUV 노광기 플랫폼을 선보일 계획이다.
- ▲올해 처음으로 ‘차세대 리소그래피 학회’와 공동 개최된 ‘ASML Tech talk’에는 국내 대학(원)생, 학계, 회사 관계자 등 500여명이 참여했다./KIPOST
안쏘니 옌(Anthony Yen) ASML 기술개발센터(Technology Development Centers) 소장(부사장)은 22일 인천 송도 컨벤시아에서 열린 ‘ASML tech talk’ 행사에서 기조연설을 통해 이같이 밝혔다.
올해 20대 장비가 출하되는 1세대 EUV 노광기 ‘TWINSCAN NXE:3400B’는 250W의 소스 파워(Source power)를 달성했지만, 시간당 웨이퍼 처리량(wph)이 125장 수준에 불과하다.
현재 반도체 생산 라인에 적용되는 액침(Immersion) 불화아르곤(ArF) 노광기 처리량(275wph)의 절반도 되지 않는 셈이다. 7나노 공정에서는 EUV를 활용하는 레이어가 극소수에 불과해 큰 문제가 되지 않지만, 노드가 발전할수록 처리량 개선이 필수다.
회사는 먼저 ‘NXE:3400B’부터 개선한다. 오버레이(각 층의 정렬 상태) 및 초점 개선 패키지(OFP)로 오버레이 정확도(matched overlay)을 2.0나노에서 1.7나노로 높이고, 장비 내 웨이퍼의 교체 및 운송 시스템을 개선해 ‘NXE:3400B’의 처리량을 145장 이상으로 늘릴 계획이다.
내년 말 출하할 계획인 2세대 ‘NXE:3400C’는 시간당 155장 이상의 웨이퍼를 처리할 수 있도록 생산성을 개선한다. 1세대의 공정변수(K1)가 7나노 기준 최대 0.45였다면, 2세대는 이를 0.4이하로 낮출 계획이다.
K1값은 공정의 복잡도를 수치화한 것으로, 값이 낮을수록 해상도가 높아진다. 더블 패터닝을 구현하려면 이 K1값을 0.28 이하로 줄여야한다는 게 업계 정설이다.
ASML은 2021년 K1 값을 0.3 이하로 줄이고, 시간당 처리량을 170장으로 늘린 3세대 EUV 노광기를 출시하는 한편, 렌즈 수차(NA) 값을 0.33에서 0.55로 높인 차세대 EUV 플랫폼을 선보일 계획이다.
렌즈 수차값이 높아지면 해상력이 높아져 미세 패턴 형성에 유리하다. 일명 ‘High NA’ EUV 플랫폼으로 알려진 이 노광기는 시간당 185장의 웨이퍼를 처리하고, 오버레이 정확도는 1.1나노로 목표를 잡았다.
1세대부터 3세대까지의 노광기가 렌즈 수차(NA·numerical aperture) 0.33, 해상도 13나노급이었다면 2021년 말에는 0.55 NA, 해상도는 8나노인 차세대 EUV 플랫폼을 선보인다.
옌 소장은 “ASML은 지속적인 연구개발로 고객사들의 요구를 반영, EUV 장비를 개선하고 있다”며 “광학근접보정(OPC) 툴에 인공지능(AI)을 도입하는 등 최첨단 기술도 적극 활용하고 있다”고 말했다.