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삼성전자 EUV장비 기반 첨단공정 강화에 웃는 반도체소재 기업들

조장우 기자 jjw@businesspost.co.kr 2022-06-26  06:00:00
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[비즈니스포스트] 이재용 삼성전자 부회장이 네덜란드 출장까지 다녀오며 직접 챙긴 ASML의 최첨단 극자외선(EUV) 노광장비를 향한 관심이 높아지고 있다. 

최첨단 반도체 공정에서 EUV 노광장비의 중요성이 커지면서 이와 관련한 반도체 소재기업 에스앤에스텍과 에프에스티의 사업 전망도 밝아지고 있다는 시선이 나온다.
 
삼성전자 EUV장비 기반 첨단공정 강화에 웃는 반도체소재 기업들

이재용 삼성전자 부회장


26일 증권업계에 따르면 삼성전자가 극자외선(EUV) 장비에 기반한 3나노 이하 최첨단 공정의 연내 상용화를 앞두고 국내 업체들이 참여하는 EUV 장비 관련 소재 가치사슬(밸류체인) 구축도 함께 이뤄질 것으로 전망된다.

김영건 미래에셋증권 연구원은 “삼성전자는 EUV 장비를 통한 반도체 공정의 수율과 가동률을 높일 수 있는 생태계 구축이 시급하다"며 “EUV 장비용 블랭크마스크와 펠리클 업체들과 협력을 한층 강화할 것”이라고 바라봤다.

삼성전자는 7나노 공정부터 EUV 장비를 적용해오고 있는데 정밀도가 더욱 중요한 3나노 이하 최첨단공정에서 EUV 장비를 이용한 공정 안착에 고삐를 죄기 위해 관련 소재 확보에도 신경쓸 수밖에 없다는 것이다.

EUV 소재 관련 업체로는 에스엔에스텍(EUV용 블랭크 마스크), 에프에스티(EUV용 펠리클) 등이 꼽힌다. 이들 기업은 삼성전자가 EUV 장비를 이용한 첨단공정 투자를 확대하면 수혜를 볼 것으로 예상된다.

에스앤에스텍은 2001년 설립된 뒤 반도체용 블랭크 마스크 국산화에 처음으로 성공했다. 2003년 삼성전자로부터 블랭크 마스크 품질 인증을 받으면서 본격적으로 성장했다.

블랭크 마스크는 반도체 회로를 그리는데 쓰이는 포토마스크의 원재료다. 이 블랭크 마스크에 회로 패턴을 형상화해 새겨 넣으면 포토마스크가 된다. 

이렇게 만들어진 포토마스크에 빛을 투과하고 렌즈로 웨이퍼에 쬐는 방식으로 설계한 반도체 회로를 그리게 된다. 광원으로 극자외선을 쓰면 초정밀 반도체 회로를 구현할 수 있다.  
삼성전자 EUV장비 기반 첨단공정 강화에 웃는 반도체소재 기업들

▲ 포토마스크를 통한 노광공정 개념도 <삼성전자 블로그>

한주동 나이스평가정보 책임연구원은 “에스앤에스텍은 삼성전자의 EUV 7나노 공정에 블랭크 마스크를 납품하면서 매출이 증가하고 있다”며 “삼성전자의 시스템반도체 사업 강화로 하이엔드급 블랭크 마스크 수요가 더욱 늘어날 것으로 예상된다”고 말했다.

에스앤에스텍은 ASML의 차세대 EUV 장비에 맞는 ‘하이 NA EUV’용 블랭크 마스크도 개발하고 있다. ‘하이 NA EUV’는 빛이 나오는 렌즈 구경을 확대해 더 미세한 회로를 만들 수 있어 2나노 이하 공정에 활용될 수 있는 차세대 노광 장비다. ASML은 2024년부터 이 장비를 생산할 것으로 예상된다.

에스앤에스텍이 하이 NA EUV용 블랭크 마스크를 개발하는 것도 첨단 반도체 공정에서 EUV 장비의 중요성이 높아지는 점을 고려한 것으로 분석된다.

신철 에스앤에스텍 연구소장은 과거 전자신문과 인터뷰에서 “하이 NA EUV 시대를 대비해 다양한 블랭크 마스크를 개발하고 있다”며 “ASML이 하이 NA EUV 장비를 출시하는 시점에 맞춰 이르면 2023년 경 대규모 양산을 할 수 있을 것이다”고 말했다.

삼성전자의 EUV 공정 생태계 강화에 따른 수혜를 입을 또 다른 기업으로는 반도체용 펠리클을 제조하는 에프에스티가 꼽힌다.

펠리클은 포토마스크를 대기 중의 이물질로부터 보호하는 역할을 하는 얇은 막을 말한다. 포토마스크의 수명을 연장해주고 높은 수율을 가능하게 하는 기능성 소재다.

증권업계에 따르면 메모리반도체를 제조할 때보다 시스템반도체를 제조할 때 펠리클이 단위 면적당 약 8배 더 필요한 것으로 파악된다.

더구나 EUV용 포토마스크는 1장당 10억 원에 달하는 것으로 알려져 전용 펠리클이 없으면 1~2번만 쓰고 버려야 한다. EUV용 펠리클은 수천만 원의 가치를 지닌 것으로 전해진다.

에프에스티는 삼성전자의 지원을 받아 EUV용 펠리클 개발에 도전하고 있다. 2023년 상용화가 목표다. 

그동안 EUV용 펠리클은 개발 자체가 어려웠을 뿐만 아니라 양산체제를 갖춘 업체가 없었던 것으로 파악된다. 현재 네덜란드의 ASML과 미국 테러다인이 공동개발해 일본 미쓰이화학이 일부 생산하고 있다. 

대만 TSMC도 EUV용 펠리클을 자체 개발했다. 하지만 미쓰이화학의 생산물량은 많지 않고 TSMC제품은 투과율이 부족한 것으로 전해진다. 

반도체업계 한 관계자는 “에프에스티와 같은 국내 기업이 EUV 핵심소재 생산을 본격화하면 삼성전자와 SK하이닉스의 비용 절감에 긍정적 영향을 줄 것으로 예상된다”며 “에프에스티도 새로운 산업생태계에서 확고한 위치를 차지할 수 있을 것이다”고 말했다. 조장우 기자

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