- 10나노급 4세대 D램, 하반기 양산

[디지털데일리 김도현 기자] SK하이닉스가 극자외선(EUV) 공정을 도입한 D램 생산에 박차를 가하고 있다. 최근 M16 팹을 준공한 데 이어 해당 제품의 난제를 해결하기 위해 노력 중이다.

5일 SK하이닉스 유태준 TL은 국제반도체장비재료협회(SEMI)가 주최한 ‘세미콘코리아2021’를 통해 ‘EUV 기반 D램 양산을 위한 과제’에 대해 발표했다.

SK하이닉스는 올해 하반기부터 10나노급 4세대(1a) D램을 생산한다. 이 제품에는 EUV가 적용된다. EUV는 기존 대비 짧은 파장으로 반도체 공정의 한계를 극복할 기술로 꼽힌다.

삼성전자와 대만 TSMC는 위탁생산(파운드리) 라인에 EUV 노광장비를 투입해 활용 중이다. 관련 제품이 양산되고 있다. D램에는 삼성전자에 이어 SK하이닉스가 도입을 공식화했다. 정식 출시는 아직이다.

유 TL은 “SK하이닉스는 1a 노드 이하의 제품에서 EUV 활용을 적극 시도하고 있지만 극복해야 할 많은 과제를 안고 있다”며 “대표적으로 EUV 빛과 저항으로 인한 패턴 결함, 전용 펠리클 생산 등이 있다”고 설명했다.

EUV는 모든 물질을 흡수하는 성질이 있다. 공기 중에 노출되면 사라진다. 예민한 만큼 다루기가 힘들다. 아울러 주요 소재인 EUV용 포토레지스트(감광액), 포토마스크 등의 완성도도 높지 않다.

유 TL은 “이는 반도체 패턴 생성 시 결함이 생길 가능성이 크다는 의미다. 일부 공정에만 도입하는 데도 그 정도”라면서 “다양한 패턴 조합을 시도하면서 개선해나가고 있다”고 언급했다.

EUV용 펠리클이 공급되지 않는 점도 해결과제다. 펠리클은 노광 패턴이 그려진 포토마스크를 보호히기 위해 씌우는 박막이다. 포토마스크 오염 방지 및 수명 연장을 위해 사용한다. 투과율 개선이 어려워 생산까지 도달하지 못한 상태다.

현재 ASML과 손잡은 미쓰이화학, 국내의 에프에스티 에스앤에스텍 등이 개발을 진행하고 있다. 이들 업체는 올해 안으로 시제품을 공개할 전망이다.

SK하이닉스는 1a D램을 시작으로 EUV 적용 제품군을 넓혀갈 방침이다. 앞서 10나노급 5세대(1b) D램에서는 더 많은 레이어에 EUV 공정을 도입하겠다고 밝히기도 했다.

유 TL은 “통제하기 힘든 미세입자(파티클) 문제 등을 극복하기 위해 노력 중”이라면서 “10나노 이하 공정에서 EUV를 통한 D램 성능 개선은 지속할 것”이라고 말했다.

한편 미국 마이크론은 최근 1a D램 양산 소식을 전했다. 국내 업체와 달리 EUV를 적용하지 않았다. 업계에서는 마이크론이 최근 삼성전자, SK하이닉스 등과의 격차를 줄인 것은 분명하지만 EUV 도입 여부에 따라 D램 성능에 차이가 있을 것으로 보고 있다.

<김도현 기자>dobest@ddaily.co.kr