- 韓·美·유럽 업체들 개발 중…日 수준까지는 아직

[디지털데일리 김도현 기자] 극자외선(EUV) 시대가 도래했다. 반도체 수탁생산(파운드리)에서 메모리로 범위가 확대한 영향이다. 국내는 삼성전자 이어 SK하이닉스가 도입을 본격화했다. 다만 소재 생태계는 일본이 꽉 잡고 있다. EUV용 포토레지스트(PR)의 경우 사실상 독점이다. 주요국에서 개발을 진행 중이나 쉽지 않다. 이 상황에서 일본 업체가 추가로 시장에 진입했다.

1일 업계에 따르면 일본 후지필름과 스미토모화학이 올해 하반기부터 EUV용 PR 양산에 돌입한다.

PR은 감광제라 불리는 노광공정 재료다. 반도체 웨이퍼에 PR을 도포하고 포토마스크에 그려진 대로 빛을 쬐면 회로 패턴이 새겨진다. EUV는 기존 불화아르곤(ArF)과 성질이 달라 전용 PR이 필요하다.

삼성전자는 시스템반도체에 이어 D램까지 EUV 기술을 활용하면서 관련 소재 사용량이 급증하는 추세다. 올해 하반기부터 EUV 기반 제품 생산을 시작한 SK하이닉스도 마찬가지다.

그동안 EUV PR은 일본 JSR 신에츠화학 도쿄오카공업(TOK) 등이 주도해왔다. 일본 수출규제 당시 제재 품목에 들면서 위기감이 감돈 바 있다.
이에 국내 반도체 업계는 미국과 벨기에 등을 통한 우회 경로를 지속 마련하고 있다. 미국 듀폰과 인프리아, 국내에서는 동진쎄미켐 영창케미칼 SK머티리얼즈 삼성SDI 등이 도전 중이다.

일부 업체들이 개발을 완료한 것으로 전해졌다. 실제로 삼성전자는 인프리아 PR을 쓰기 위해 준비 중이다. 인프리아는 금속 산화물 기반 무기물 EUV PR을 생산하고 있다. 기존 유기물 제품보다 빛 흡수율이 4배 이상 높다는 평가다. 빛 흡수가 잘 되면 미세공정에 유리하다.

문제는 품질이다. 업계에서는 신규 업체가 일본의 정밀도, 수율 등을 따라가기는 시간이 더 필요하다는 의견이 나온다. 공급망 다변화를 2년째 추진 중인 삼성전자가 일본산 외 EUV PR을 적용하는 데 쉽지 않은 이유다. 현재 삼성전자는 파운드리 라인은 JSR과 신에츠화학, 메모리 라인은 TOK로부터 EUV PR을 조달받는 것으로 파악된다.

국내 기업은 갈 길이 더욱 멀다. 동진쎄미켐이 ArF PR 납품에 성공했으나 이마저도 일본 업체 대비 높은 경쟁력을 갖추지 못했다는 후문이다. 여기에 후지필름과 스미토모화학까지 공급에 성공하면 일본 지배력이 확장할 가능성이 크다.

반도체 업계 관계자는 “일본 의존도가 높다는 건 삼성과 SK가 누구보다 잘 알고 있다. 극복 차원에서 여러 업체와 꾸준히 논의가 진행되고 있다. 하지만 다변화보다는 안정적인 생산라인 운영이 먼저인 만큼 품질 보장이 되지 않는 EUV PR을 도입하지는 않을 것”이라고 분석했다.

한편 한국무역협회에 따르면 2021년 1∼5월 극자외선(EUV)용 PR의 일본 수입 비중은 85.2%다. 전년동기(88.6%)대비 3.4%포인트 하락했으나 여전히 압도적이다. EUV 포토마스크 역시 호야 아사히글라스 토판 등 일본 업체가 독과점을 형성한 상태다.