- 1빛으로 회로를 새긴다고? 근데 너무 촘촘해서 안 보여!
- 2극자외선(EUV)이 등장! 파장 13.5nm, 머리카락보다 1만 배 가늘다
- 3웨이퍼 위에 레이저처럼 초미세 회로 패턴을 쫙~ 새겨 넣기
- 4전 세계 반도체 공장이 ASML 한 곳만 바라보는 이유
정의와 배경
노광(리소그래피)이란 반도체 제조 과정에서 빛을 이용해 웨이퍼 위의 감광막에 회로 패턴을 전사하는 공정이다. 사용하는 빛의 파장이 짧을수록 더 미세한 패턴을 구현할 수 있는데, EUV는 파장 약 13.5nm의 극자외선을 광원으로 사용하여 기존 불화아르곤(ArF, 193nm) 기반 노광 방식의 한계를 극복한다.
반도체 집적도를 높이기 위한 미세화 경쟁이 심화되면서, 기존 ArF 방식으로는 다중 패터닝(Multi-Patterning) 공정을 반복해야 했고 이는 생산 비용과 불량률 증가로 이어졌다. EUV는 단일 노광으로 동등 수준의 미세 패턴을 구현할 수 있어 공정 단순화와 수율 향상에 기여한다.
작동 원리와 장비 특성
EUV 광원은 고출력 레이저를 주석(Sn) 액적에 조사하여 플라즈마를 발생시키는 방식으로 생성된다. 극자외선은 대부분의 물질에 흡수되는 특성이 있어 렌즈 대신 특수 다층 반사경(Multilayer Mirror)을 사용하며, 공기 중에서도 흡수되므로 장비 내부는 고진공 상태로 유지해야 한다.
이러한 기술적 복잡성으로 인해 EUV 노광 장비 한 대의 무게는 수백 톤에 달하고, 부품 수는 수만 개에 이르며, 가격은 대당 수천억 원 수준으로 알려져 있다. 차세대 기술인 High-NA EUV는 개구수(Numerical Aperture)를 높여 해상도를 더욱 향상시킨 버전으로, 2nm 이하 초미세 공정에 적용이 예상된다.
왜 중요한가
EUV 노광 장비는 현재 네덜란드 ASML이 유일하게 양산 공급하고 있어, 이 장비의 수출입 여부가 국가 간 반도체 기술 경쟁의 핵심 변수가 되었다. 미국과 네덜란드 등 주요국은 중국으로의 EUV 장비 수출을 제한하고 있으며, 이는 글로벌 반도체 공급망 재편과 기술 패권 경쟁의 상징적 사례로 꼽힌다.
삼성전자와 SK하이닉스 등 국내 반도체 기업들은 EUV 공정을 적용한 D램 및 낸드플래시 생산을 확대하고 있으며, HBM과 같은 AI 특화 메모리 반도체의 고성능화에도 EUV 공정이 핵심 역할을 한다. 대한민국 반도체 메가프로젝트(800조) 맥락에서도 EUV 장비 확보와 이를 운용할 수 있는 팹 인프라 구축은 경쟁력 유지의 필수 조건으로 평가된다.
정책·산업 실무 시사점
공공 및 산업 정책 입장에서 EUV는 단순한 제조 장비를 넘어 국가 기술 안보 자산으로 취급해야 할 필요성이 커지고 있다. 반도체 클러스터 조성이나 소부장 육성 정책 수립 시, EUV 장비 반입·유지 인프라와 이를 다룰 수 있는 고급 인력 양성 계획을 함께 고려해야 한다.
또한 EUV용 마스크(포토마스크), 펠리클, 포토레지스트 등 관련 소재·부품 산업은 국내 소부장 자립화의 주요 과제로 꼽히며, 정부의 연구개발 지원 및 기업 투자 세제 혜택 설계 시 이 분야를 우선순위에 두는 경우가 많다.
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