ASML, 자사 최강의 노광 장비 후속 모델 공식 발표! '하이퍼 NA(Hyper-NA) EUV' 장비 청사진 공개: 5nm 단일 노광 구현

ASML과 광학 분야 파트너인 자이스(ZEISS)는 최근 학술지 Journal of Micro/Nanopatterning, Materials, and Metrology에 동료 심사를 거친 논문을 발표하며, 현재 최첨단 기술인 'High NA EUV' 장비의 후속 모델인 'Hyper NA EUV' 노광 시스템을 공식적으로 공개했습니다. 이 논문에 따르면, High NA 기술의 뒤를 이을 이 시스템은 약 10년 내에 준비될 것으로 예상되며, 5nm 단일 노광(single-exposure) 패터닝을 가능하게 할 전망입니다.

Hyper NA 기술의 핵심은 개구수(NA)를 기존 High NA 시스템의 0.55에서 최소 0.75 수준으로 높이는 데 있습니다. 개구수가 높을수록 노광 시스템의 빛 집광 능력이 향상되어 더 미세한 회로 패턴을 구현할 수 있습니다. 논문은 Hyper NA가 5nm 크기의 회로 패턴을 구현할 수 있다고 언급했는데, 이는 현재의 High NA EUV 장비와 비교해 패턴 크기를 3분의 ​​1 이상 줄인 수준입니다.

기술 재사용 측면에서 볼 때, Hyper NA는 기존 인프라를 최대한 활용할 수 있습니다. 현재의 EUV 광원을 그대로 사용할 수 있고, 자이스(ZEISS)는 이미 필요한 정밀도를 갖춘 미러를 제조할 수 있는 역량을 확보하고 있으며, 신규 시스템의 크기 또한 기존 High NA 장비보다 약간 더 큰 수준에 불과합니다. 이는 칩 제조사들이 노광 생태계 전체를 새로 구축할 필요가 없음을 의미합니다.

그러나 Hyper-NA는 여전히 몇 가지 과제를 안고 있습니다. ASML이 연구개발(R&D)에는 착수했으나, 아직 본격적인 생산 계획은 확정하지 않았기 때문입니다. 관련 연구에 따르면, 자유전자 레이저(free-electron laser)를 도입하더라도 기존 광원을 그대로 사용할 수 있으며 조명계(illumination system) 설계 또한 변경할 필요가 없는 것으로 나타났습니다.

업계의 도입 일정을 살펴보면, 인텔은 이미 High-NA를 활용한 양산에 돌입했고, 삼성전자와 SK하이닉스는 2028년, TSMC는 2030년 도입을 목표로 하고 있습니다. 이는 당분간 High-NA가 첨단 공정 기술의 주력으로 자리 잡을 것임을 시사하며, 반면 Hyper-NA는 2035년 이후의 산업계 수요를 겨냥하고 있습니다.

특히 이 논문은 xLight와 같은 미국 스타트업에게도 중요한 의미를 갖습니다. xLight는 자유전자 레이저(free-electron laser) 광원을 개발 중인데, 이는 테슬라의 일론 머스크 CEO가 텍사스 소재 '테라팹(Terafab)' 칩 공장에 도입할 가능성을 시사한 바 있는 기술입니다.

또한 Substrate는 ASML의 EUV 기술을 둘러싼 기술적 장벽을 우회하기 위한 방안으로 X선 리소그래피(X-ray lithography) 기술을 모색하고 있습니다.

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원문 출처 mydrivers