ASML High NA EUV 시스템 장비 외관. ASML의 차세대 극자외선(EUV) 노광 장비 ‘트윈스캔 EXE’ 시리즈. 기존 EUV 장비보다 수치개구수(NA)를 0.33에서 0.55로 높인 ‘High-NA EUV’ 장비로, 2나노미터(nm) 이하 초미세 회로 패턴 구현을 목표로 한다. 삼성전자가 2028년 D램 양산에 도입을 추진 중인 차세대 반도체 핵심 장비다. /사진:ASML 홈페이지

[대한경제=심화영 기자] 삼성전자가 네덜란드 반도체 장비업체 ASML과 차세대 반도체 제조 기술 협력을 대폭 확대한다. 12인치 포토마스크 공동 개발을 위한 글로벌 컨소시엄에 참여하는 한편, 2028년까지 업계 최초로 첨단 D램 제조에 차세대 극자외선(EUV) 노광 장비인 ‘High NA EUV’를 도입하기로 했다.

삼성전자는 8일 ASML이 주도하는 ‘대형 마스크 컨소시엄(Large Size Mask Consortium)’에 합류해 기존 6인치 포토마스크를 12인치로 전환하는 작업에 나선다고 밝혔다. 이 협의체는 노광 장비와 포토마스크 관련 글로벌 기술 동향을 공동으로 점검하고, 12인치 마스크 개발을 목표로 공동 연구와 표준 마련 등을 추진할 계획이다.

그동안 업계는 6인치 마스크를 사용해왔으나, High NA EUV 도입과 맞물려 12인치로 전환하면 회로를 나눠 새긴 뒤 이어 붙이는 ‘스티칭(stitching)’ 공정의 제약을 해소할 수 있다. 이를 통해 팹 생산성을 높이고 칩 제조 비용을 낮출 수 있다는 설명이다. 특히 수백억 개의 트랜지스터를 배치해야 하는 첨단 반도체 제조에서 High NA EUV의 성능을 온전히 끌어내는 동시에 경제성도 대폭 개선될 것으로 기대된다.

포토 공정이 반도체 제조의 최대 병목으로 꼽히는 가운데, 이번 마스크 규격 전환은 면적 손실과 스티칭 제약을 동시에 해결한다는 점에서 의미가 크다. High NA EUV는 기존 장비보다 해상도가 두 배 이상 높아 정밀 패터닝이 가능한 반면, 한 번에 노광할 수 있는 면적은 절반으로 줄어든다. 12인치 마스크는 이러한 물리적 한계를 상쇄하는 열쇠가 될 전망이다.

양사는 2028년까지 첨단 D램 생산 라인에 High NA EUV를 도입하기 위한 협력도 강화한다. 파운드리 공정에 이어 메모리 분야에까지 차세대 노광 기술이 적용되는 것은 이번이 처음이다.

삼성전자는 이번 협력이 High NA 기술의 첨단 메모리 양산 성숙도를 입증하는 것이라며, 더 정밀한 패터닝을 통해 D램 미세화 로드맵을 연장하고 공정 단순화와 생산성 향상을 동시에 달성하겠다고 밝혔다.

전영현 삼성전자 대표이사 부회장은 “AI 시대의 도래로 반도체 밸류체인 전반에서 기술 혁신의 중요성이 커지고 있다”며 “강한 파트너십을 바탕으로 첨단 반도체 제조 리더십을 이어가고, ASML과의 협력을 강화해 ‘Next AI’를 위한 기술 기반을 다질 것”이라고 강조했다.

크리스토프 푸케 ASML 최고경영자(CEO)도 “삼성전자는 현대 반도체 제조의 기반을 함께 다져온 가장 중요한 혁신 파트너 중 하나”라며 “AI가 이끄는 새로운 시대를 맞아 차세대 반도체 제조 혁신을 함께 이끌어가기를 기대한다”고 화답했다.

업계에선 이번 협력이 양사의 장기적 파트너십을 공고히 하는 동시에, 향후 첨단 메모리 및 차세대 제조 방식 분야로 협력 외연을 넓히는 계기가 될 것으로 분석하고 있다. 미세 공정의 물리적 한계를 돌파하기 위한 반도체 업계의 경쟁이 한층 가속화될 전망이다.

심화영 기자 dorothy@

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