(네덜란드기업) ASML : 반도체 장비업체 슈퍼을, EUV독점,노광장비

네덜란드 반도체 장비업체인 ASML은 노광장비 분야에서 최고의 기업이자 슈퍼을로 불리고 있으며

금번 ASML 스토리 1편에서는 기업의 개요, 반도체 공정, 노광장비업계에 대하여 소개한다.

 

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ASML기업개요

 

1984년 필립스와 ASMI 가 합작으로 설립한 네덜란드의 반도체 리소그래피 (노광장비) 장비 업체이다.

설립 이후 초 정밀 렌즈 분야에서 Carl Zeiss 와의 긴밀한 협력을 통해 정밀 렌즈 및 초정밀 거울

등의 기술을  사실상 내재화했고, 2000 년 SVG 인수 , 2012 년 DUV와 EUV 레이저 소스 업체인

Cymer 인수를 통해 반도체 리소그래피 산업을 사실상 천하 통일한 독보적인 기업이다.

 

세계최고의 노광장비제조업체 ASML

 

노광 장비가 쏘는 파장도 짧을수록 반도체 공정이 미세화 될 수 있는데, 동사는 2004년 세계 최초로

액침(Immersion)/멀티 패터닝 공법을 개발해 10 나노(nm)까지 선폭을 줄였다.

 

현재 10 나노 이하 초미세공정을 가능하게 하는 극자외선(EUV) 장비를 생산하는 유일한 업체로

세계 선도권의 반도체 제조사들이 앞다퉈 동사의 장비를 제공받기를 원하고 있다.

 

최근 반도체 업황과 함께 성장성이 둔화되었지만 향후 EUV 장비를 주요 성장 동력으로 중장기적

성장 모멘텀은 여전히 유효한 기업이라 판단된다.

 

반도체  공정 및 노광장비

 

반도체 제조는 기본적으로 8개의 공정으로 이루어져 있으며 ASML이 집중하고 있는 분야는 3번째

과정인 포토&노광 공정을 담당하고 있다.

 

산화된 웨이퍼 위에 감광액 포토레지스트를 바르는 것이 포토공정이며 노광장비를 통해서 패턴이

담긴 마스크에 빛을 통과시켜서 회로를 찍어내는 노광공정이다. 

 

반도체 제조 8대공정

실리콘 웨이퍼 위에 반도체의 회로를 빛으로 새기는 단계로서  반도체의 설계도이자 그 자체가

만들어지는 노광 공정은 반도체 전체 생산 시간 중 60%, 비용 측면에서는 약 35%를 차지할

정도로 절대적인 중요성을 가지고 있다.

 

노광공정

 

패터닝

 

8절지 종이에 그린 그림을 축소해서 손바닥만 한 크기의 종이에 옮기려면 더 작은 붓으로 세밀하게

그려야 하는 것처럼 반도체에서도  회로 선폭과 선폭 간 간격을 줄여 같은 면적에 회로를 더 많이

새겨 넣는 방향으로 발전해왔다. 

 

종이에 선을 그리듯, 웨이퍼에 설계한 회로도를 그리는 과정을 패터닝(Patterning)이라고 한다.

지금까지 패터닝 기술의 발전은 노광을 중심으로 진행됐다.

 

DUV(Deep Ultraviolet) 광원의 파장대는 284 나노에서 현재 193 나노로 줄었고, 물까지 통과

하면서 더 미세하게 회로를 그리는 액침(Immersion) 불화 아르곤(ArF) 노광기술로서 

20 나노대 반도체에서부터는  더블 패터닝(DPT) 기술을 개발해 적용했다.

 

패터닝

이처럼 기술이 진보할수록 공정 과정은 더 복잡해지고 있으며 이를 해결하기 위해 반도체 회로

선폭을 더 미세화하기 위해 필요한 기술이 EUV다.

 

13.5 나노 파장을 활용하는 EUV 노광 기술을 활용하면 공정 수를 대폭 줄일 수 있으며 EUV

도입시 패터닝 공정은 10단계만 거치면 된다.  ASML에 업계는 시스템반도체부터 EUV를 도입

하고 있다. 

 

노광장비업계, 독보적 1위 ASML

 

인포메이션 네트웍스(Information Networks)에 따르면 2018년 2월을 기준으로 네덜란드의

ASML이 시장 점유율 85.3%를 차지하며 시장에서 압도적 1위를 질주하고 있으며, 니콘이 뒤를

이어 10.3%, 캐논이 4.3%의 시장 점유율을 가지고 있다고 한다.

 

일본 니혼게이자이 신문에 따르면, 2016년에 니콘은 전 임직원의 약 10%에 달하는 1000여 명의

구조조정 계획을 발표한 바 있는데, 이 대부분의 인원이 바로 노광장비와 카메라 사업부에 집중이

되어 있으며 업계 2위라고는 하지만 격차가 너무 큰 데다가 한국과 대만의 주요 반도체 생산기업

들을 ASML에게 뺏겨서 노광장비 분야에서 흑자를 만들어 내지 못했던 것이 큰 이유로 알려졌다.

 

노광 및 포토레지스트 시장점유율

 

노광 기술력의 동력을 상실한 것은 3위 업체 캐논 역시 마찬가지이며, ASML이 워낙 ArF 단계

에서부터 격차를 확대한 상황에서 캐논은 천문학적 투자가 필요한 차세대 EUV 대신 나노

임프린트 리소그래피 (Nano Imprint Lithography, NIL) 대안에 집중하고 있으며,

NIL은  광원이 아니라 웨이퍼에 패턴이 그려진 스탬프로 직접 회로를 그리는 방식이다. 

 

2010년 대 중반 NIL을 본격 개발하겠다고 했으나, 2019년까지 유의미한 발표 혹은 성과가

나오지 않는 상태라 실패한 것으로 추측이 되어 캐논도 이제는 반도체 노광장비보다는 그나마

경쟁력을 확보하고 있는 디스플레이용 노광장비 쪽에 집중하기로 한 것 아니냐는 관측을 하고

있는 상황이다.

 

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ASML 스토리 2편 :  EUV, 나노기술, 매출 현황

(네덜란드 국가대표) ASML : 나노기술을 실현한 EUV, 최고의 노광장비, Lithography