EUV 노광기술 출원 동향(’11 ~ ’20년) EUV 노광은 CPC 분류 코드 H01L 21/027, G03F 및 그 서브그룹에 속하는 기술이다.

#노광기술(Photo-Lithography)은 고성능ㆍ저전력 반도체를 제조하기 위해 광(光)을 이용해 기판에 미세한 회로 패턴을 그리는 핵심 기술이다. 광의 파장이 짧을수록, 반도체 회로를 더 미세하기 그릴 수 있는데, 이는 0.7미리(mm) 샤프보다는 0.3미리 샤프로 쓸 때 보다 세밀한 글쓰기가 가능한 것과 같은 원리다. 예를 들어, 반도체 회로의 선폭을 반으로 줄이면 단위 소자의 면적은 1/4로 줄게 되어 동일 면적에서 4배 많은 소자를 제조할 수 있으며 전기 배선의 길이도 줄게 되므로, 더 낮은 소비전력의 고성능ㆍ저전력 반도체를 생산할 수 있다.

10나노 이하 초미세 반도체 회로 패턴을 그리는 데 필수적인 EUV(Extreme Ultra-Violet) 노광기술 관련 특허가 ’19년부터 내국인의 출원이 외국인 출원 건수를 앞서게 되면서 국내 기술이 성장기에 접어들고 있는 것으로 분석됐다.

EUV 노광기술 내외국인 출원 동향

칼짜이스(獨), 삼성전자 등 6대 글로벌 기업… 전체 출원의 59%

EUV 노광기술 상위 6대 출원인 출원 현황(‘11년 ~ ‘20년)

최근 10년간(‘11년 ~ ’20년) EUV 노광기술 분야 특허출원 분석 결과, 기업별로는 칼짜이스(獨) 18% 삼성전자 15% ASML(和) 11% 에스엔에스텍(韓) 8% TSMC(臺) 6% SK하이닉스 1% 등 6대 글로벌 기업이 전체 출원의 59%를 차지했다.

EUV(Extreme Ultra-Violet) 노광기술 : 기존 불화아르곤(ArF) 레이저 광을 이용하는 경우, 액침 및 다중노광 기술을 적용해도 선폭 10나노(1nm는 10억 분의 1m)이하의 패턴의 벽을 넘는데 어려움이 있었다. 하지만 EUV 노광기술은 불화아르곤 레이저보다 1/10 미만의 짧은 파장을 갖는 극자외선을 이용해 반도체 회로 패턴을 그리는 것으로, 10나노 이하 초미세 회로 패턴을 그리기 위해 필수적이다.

EUV 노광기술 세부 기술별 출원 현황(‘11년 ~ ‘20년)

세부 기술별로는, 노광장치를 이용한 반도체 소자의 제조방법으로 패턴 형성 방법, 노광 공정 레시피 등을 포함한 공정기술이 32% EUV 광원 및 생성기술(LPP), 콜렉터, 반사광학계, 스테이지 및 그 제어기술 등을 포함한 노광장치 기술 31% 반사형 마스크, 블랭크, 펠리클과 그 제조기술을 포함한 마스크 마스크 분야는 28% 기타 9% 등으로 분포되어 있다.

EUV 노광기술은 다층 미러, 다층 마스크, 펠리클, 광원, 레지스트 등 고도한 기술의 집약체로, 지난 10여 년간 삼성전자를 비롯한 글로벌 기업들이 기술 선점을 위해 치열한 연구 개발을 해왔으며, 최근 7나노를 넘어서, 5나노 스마트폰용 애플리케이션 프로세서(AP)의 양산에 처음 적용됐다.

공정기술 분야 출원의 54%… 삼성전자와 TSMC(臺)

EUV 노광기술 특허출원 분석 결과, 공정기술 분야는 삼성전자 39% TSMC(臺) 15%로 두 기업의 출원이 54%를 차지한다. 또 마스크 분야에서는에스엔에스텍(韓) 28% 호야(日) 15% 한양대 10% ▲아사히가라스(日) 10% 삼성전자 9% 등 순이다.

EUV 노광 기술 분야별 상위 6대 출원인 출원 현황(‘11년 ~ ‘20년)

특허청 최미숙 반도체심사과 특허팀장은 “EUV 노광공정 및 마스크 분야에서 우리나라 기업ㆍ학계가 선전하고 있으며 4차 산업혁명과 함께 고성능ㆍ저전력 반도체 제조를 위해 EUV 노광기술이 더욱 중요해질 것”으로 내다봤다.

박경일     kips1214@naver.com