삼성전자, 1나노부터 하이NA EUV 적용 추진…2030년 전후 양산 전망

삼성전자가 차세대 반도체 초미세공정의 핵심 기술로 꼽히는 ‘하이NA EUV’를 1나노미터급 공정부터 본격 적용하는 방안을 추진한다. 기존 EUV보다 높은 해상도를 활용해 패터닝 횟수를 줄이고 제조 비용과 생산 효율을 개선하는 것이 핵심이다. 본격적인 양산 적용은 2030년 전후가 될 것으로 전망된다.

삼성전자, 1나노 공정 겨냥한 하이NA EUV 개발

삼성전자 박창민 마스터는 경기 수원컨벤션센터에서 열린 ‘2026 차세대 리소그래피+패터닝 콘퍼런스’에서 회사의 포토리소그래피 기술 로드맵을 공개했다.

포토리소그래피는 반도체 웨이퍼 위에 미세한 회로 패턴을 구현하는 핵심 공정이다. 반도체 회로 선폭이 미세해질수록 더욱 정밀한 노광 기술이 필요하기 때문에 첨단 파운드리 경쟁력을 결정하는 주요 기술로 평가된다.

삼성전자는 8나노 이하 첨단 파운드리 공정부터 EUV 기술을 양산에 적용해 왔다. EUV의 파장은 13.5나노미터로, 기존 반도체 노광 공정에 사용되는 불화아르곤 광원보다 약 13분의 1 수준으로 짧다.

패터닝 횟수 줄여 제조 효율 향상

EUV를 활용하면 기존 공정에서 여러 차례 노광해야 했던 초미세 회로를 더 적은 횟수의 패터닝으로 구현할 수 있다. 일부 공정에서는 한 번의 패터닝만으로 회로 형성이 가능하다.

패터닝 횟수가 줄어들면 전체 공정 단계가 단순해져 제조 비용을 낮추고 생산성을 높이는 데 유리하다. 삼성전자가 차세대 EUV 기술 개발에 집중하는 것도 이 같은 제조 효율성 때문이다.

삼성전자는 기존 EUV를 한 단계 발전시킨 하이NA EUV 기술 개발에도 속도를 내고 있다. 본격적인 양산 적용 목표는 1나노급인 A10 공정이다. A는 옹스트롬을 의미하며 1옹스트롬은 0.1나노미터다.

박 마스터는 “2나노와 1.4나노 양산에 하이NA EUV를 적용하고 싶었지만 아직 기술적인 개선이 필요하다”며 “A10 이하부터 하이NA EUV가 필요할 것으로 예상하고 있어 여러 파트너와 공동 개발을 진행하고 있다”고 설명했다.

2030년 전후 1나노 양산에 적용 전망

삼성전자의 공정 로드맵을 고려하면 하이NA EUV의 본격적인 양산 적용은 2030년 전후가 될 가능성이 크다.

삼성전자는 2나노 공정 상용화에 이어 2029년 1.4나노 공정인 SF1.4 양산을 계획하고 있다. 이후 2030년에는 1.4나노 공정을 개선한 SF1.4+와 함께 1나노급 공정 양산을 추진할 것으로 알려졌다.

렌즈 개구수 0.33에서 0.55로 높여

하이NA EUV는 기존 EUV 장비의 렌즈 개구수(NA)를 0.33에서 0.55로 높인 기술이다. 개구수는 빛을 모으는 능력을 나타내는 지표로, 수치가 높을수록 해상도가 향상돼 더욱 미세한 반도체 회로를 구현하기 쉬워진다.

하이NA 기술을 적용하면 기존 EUV에서도 여러 차례 패터닝이 필요했던 초미세공정을 한 번의 패터닝으로 구현할 수 있는 가능성이 커진다.

공정 횟수를 줄이면 비용 효율성을 높일 수 있으며, 패터닝을 한 번만 진행하기 때문에 회로 설계의 자유도 역시 확대될 수 있다.

높은 장비 가격과 소재 기술은 과제

하이NA EUV를 실제 양산 공정에 적용하기 위해서는 해결해야 할 과제도 적지 않다. 기술적 난도가 높은 데다 관련 노광 장비 가격도 매우 높다.

마스크와 펠리클 등 핵심 소재와 부품 기술 역시 함께 발전해야 한다. 이에 따라 반도체 업계에서는 향후 첨단 공정에서 기존 EUV 기반 멀티패터닝과 하이NA EUV 기반 싱글패터닝이 함께 활용될 가능성이 높은 것으로 보고 있다.

박 마스터는 “0.33 NA EUV 기반 멀티패터닝은 1.4나노와 1나노 공정까지 주류가 될 것”이라며 “그 이후 차세대 공정에서는 하이NA 패터닝이 중심이 될 것으로 생각한다”고 말했다.

삼성전자의 하이NA EUV 전략은 반도체 미세화가 빠르게 진행되는 상황에서 공정 복잡성과 제조 비용을 동시에 낮추기 위한 핵심 기술 전략으로 평가된다. 향후 1나노 시대가 본격화되면 하이NA EUV의 안정적인 양산 적용 여부가 차세대 파운드리 경쟁력을 좌우하는 주요 요소가 될 전망이다.