삼성, 5나노 파운드리 공정 美인프리아 EUV PR 도입 평가
삼성, 5나노 파운드리 공정 美인프리아 EUV PR 도입 평가
  • 한주엽 기자
  • 승인 2019.11.27 02:15
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식각 후 결함 수준은 기존 유기PR 대비 10분의 1

삼성전자가 극자외선(EUV) 노광 공정용 핵심 전자재료인 포토레지스트(PR) 조달처 다변화를 위해 움직이고 있다.

27일 업계에 따르면 삼성전자 파운드리사업부는 차세대 5나노 로직 공정에서 미국 반도체 전자재료 스타트업 인프리아(Inpria)의 EUV 무기(無機, inorganic) PR를 도입하기 위해 최근 평가를 진행하고 있다. 평가 진척도는 이미 상당한 수준까지 도달해 있다는 것이 이 사안에 정통한 관계자 설명이다.

이 관계자는 "노광, 현상, 식각 후 결함(Defect) 지표가 기존 일본 회사의 유기(有機, organic) PR 제품 대비 10분의 1 수준으로 낮은 것으로 전해지고 있다"고 말했다. 만족할 만한 성능 지표가 나왔다는 의미다. 평가를 순조롭게 통과하면 5나노 파운드리 로직 공정 일부에 인프리아 재료가 적용될 가능성이 높다. 이 경우 그 다음 세대 공정에선 사용량이 본격 확대될 수 있다는 관측이 나온다.

인프리아의 EUV PR는 주석(Tin) 기반으로 조성된 무기물이다. 기존 PR는 유기물이다. 인프리아는 자사 무기 PR이 기존 유기 PR보다 분자 크기가 5분의 1 수준으로 작다고 강조하고 있다. 광 흡수율도 4~5배 높다. 이 덕에 보다 조밀하고 정확하게, 효율적으로 회로 패턴을 형성할 수 있다는 것이 회사 설명이다. 식각 선택비도 10배 이상 높다. 무기물이 유기물보다 단단하기 때문이다. 선택비가 높다는 건 추가 공정 없이 보다 정확하게 필요한 부분만을 깎아서 없앨 수 있다는 의미다.

인프리아 PR는 음성(Negative) 타입이다. 기존에는 음성보다 양성(Positive) PR를 많이 썼다. 양성 PR는 노광 공정 시 빛이 닿은 부분이 없어진다. 반대로 음성 PR는 빛이 닿은 부분이 경화된다. 음성 PR를 쓰면 현상 공정에서 빛이 닿지 않은 부분을 제거할 수 있다. 5나노 이하로 가면 음성 PR 사용량이 많아진다. 초미세 구멍(Hole)을 뚫을 때 양성 보단 음성 타입이 유리하다. 현재 7나노 EUV 공정에서도 구멍을 정확하게 뚫는 것이 어려워 애를 먹고 있는 것으로 전해지고 있다.

인프리아는 2007년 미국 오리건주립대학교 화학연구소에서 분사 설립된 회사다. 2014년 삼성벤처투자는 미국 인텔, 어플라이드머티어리얼즈 등과 함께 인프리아에 투자했다. 삼성은 2017년에도 추가 투자를 했다. 일본 PR 회사인 TOK와 JSR도 투자를 단행한 상태다. 인프리아는 2017년 조달한 투자금으로 테스트(파일럿) 제조 시설을 만들어 소량이지만 제품 생산을 시작했다.

또 다른 업계 관계자는 "삼성은 이미 오래 전부터 인프리아 기술 가능성을 높게 평가해 투자를 했다"면서 "근래 일어난 일본 EUV PR 수출 규제로 인해 양산라인 적용 논의가 급물살을 타고 있는 모양새"라고 설명했다.

인프리아의 무기 PR를 중심으로 새로운 생태계가 열리고 있다. 어플라이드는 무기 PR을 웨이퍼 위로 바르는 코터(Coater) 설비를, TOK는 무기 PR용 현상액을 개발하고 있는 것으로 전해졌다.



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