삼성전자 “EUV 노광 기술 적용 파운드리 7나노 공정 생산 착수”

▲17일(현지 시간) 삼성전자가 미국 실리콘밸리에서 주최한 '삼성 테크 데이 2018'에서 미주 지역총괄 최주선 부사장이 개회사를 하고 있다.(사진제공 삼성전자)

삼성전자가 EUV(Extreme Ultraviolet, 극자외선) 노광 기술을 적용한 파운드리 7나노 공정(7LPP, Low Power Plus) 개발을 완료하고 생산에 착수했다.

삼성전자는 17일(현지시각) 미국 실리콘밸리에 있는 삼성전자 미주법인(DSA) 사옥에서 ‘삼성 테크 데이(Samsung Tech Day) 2018’을 개최했다.

이날 밥 스티어(Bob Stear) 삼성전자 DS부문 미주총괄 시니어 디렉터는 “7LPP 공정은 삼성전자가 EUV 노광 기술을 적용하는 첫 번째 파운드리 공정으로 삼성전자는 이번 생산을 시작으로 7나노 공정의 본격 상용화는 물론 향후 3나노까지 이어지는 공정 미세화를 선도할 수 있는 기반을 확보했다”고 발표했다.

반도체는 제한된 크기 안에 더 미세한 회로를 새겨 넣으면서 고성능, 저전력 특성이 발전되어 왔다. 반도체 미세공정은 웨이퍼 위에 회로가 새겨진 마스크를 두고 특정 광원을 마스크에 투과시키는 방식으로 이뤄지며, 이를 노광 공정 또는 포토 공정이라고 부른다.

반도체 미세공정이 미세화되면서 노광 공정을 수차례 반복해(멀티 패터닝) 미세한 회로 패턴을 구현해왔으나, 최근 반도체 공정이 10나노 이하로 접어들면서 불화아르곤(ArF)을 사용하는 기존의 노광 공정은 한계에 이르렀다.

EUV는 불화아르곤을 대체할 수 있는 노광 장비의 광원으로 기존 불화아르곤보다 파장의 길이가 14분의 1 미만에 불과해 보다 세밀한 반도체 회로 패턴을 구현하는 데 적합하고, 복잡한 멀티 패터닝 공정을 줄일 수 있어 반도체의 고성능과 생산성을 동시에 확보할 수 있는 장점이 있다.

이번 7LPP 공정은 10LPE 대비 면적을 약 40% 줄일 수 있으며, 약 20% 향상된 성능 또는 약 50% 향상된 전력 효율을 제공한다. 또한 EUV 노광 공정을 사용하지 않을 때에 비해 총 마스크 수가 약 20% 줄어 고객들은 7LPP 공정 도입에 대한 설계 및 비용 부담을 줄일 수 있다.

삼성전자는 2000년대부터 일찍 EUV 기술 연구를 시작했으며, 장비 업체 및 에코시스템 파트너와 밀접하게 협력해 기술 안정성 및 생산성 확보를 위한 노력을 지속해왔다.

또한 EUV 노광 공정에 사용되는 마스크의 결함 여부를 조기에 진단할 수 있는 검사 장비를 자체 개발하고, 크기와 무게가 대폭 증가한 EUV 노광 장비를 대량으로 수용할 수 있는 첨단 라인을 2019년 말 완공 목표로 화성캠퍼스에 구축하고 있다.

삼성전자의 파운드리 에코시스템 프로그램 ‘SAFE(Samsung Advanced Foundry Ecosystem)’ 또한 7LPP 생산을 위한 준비를 마쳤다. 삼성전자는 세계 각지의 파트너들과 협력해 설계 및 검증 툴, 다양한 IP, 디자인 서비스 등을 제공하고 고객들이 삼성전자의 뛰어난 공정 및 생산 인프라를 최대한 활용할 수 있게 할 계획이다.

배영창 삼성전자 파운드리 전략마케팅팀 부사장은 “삼성 파운드리는 EUV 적용 공정을 상용화해 반도체 제조 방식에 대한 근본적인 변화를 이끌었으며, 고객에 공정 수 감소 및 수율 향상, 제품 출시 기간 단축 등의 이점을 제공할 수 있게 됐다” 며 “7LPP는 모바일과 HPC뿐만 아니라 데이터센터, 전장, 5G, AI 등 폭넓은 응용처에도 최선의 선택이 될 것으로 생각된다”라고 밝혔다.

한편, 삼성전자는 미국, 중국, 한국, 일본에 이어 이달 18일 독일 뮌헨에서 유럽 지역의 고객과 파트너를 대상으로 파운드리 포럼을 개최할 예정으로 7나노 공정에 대한 자세한 소개를 포함한 첨단 공정 로드맵을 발표할 예정이다.