'반도체 집적도(集積度) 향상 기술은 지금 변혁기'
- 액침 노광 방식 특허 출원은 줄고, 극자외선 노광 방식 특허 출원은 증가 -

반도체 회로 패턴 미세화에 핵심적으로 사용되는 노광 기술이 액침 노광 방식에서 극자외선(EUV) 노광 방식으로 진화하고 있는 것으로 밝혀졌다.

반도체 칩의 집적도를 향상시키기 위해 그 회로  패턴을 미세화하는 기술은 반도체 웨이퍼 처리량(throughput) 제고에 필수불가결한 수단이며, 이러한 반도체 칩 회로 패턴의 미세화는 반도체 웨이퍼를 증착 공정, 노광 공정, 식각 공정, 확산 공정 등의 가공과정을 반복적으로 수행함으로써 얻게 되는데, 이 가공과정에서 노광 공정이 전체 회로 패턴 미세화에서 부가가치 기준 70% 이상을 차지하고 있다.

노광 공정에서 반도체 회로 패턴의 미세화 방법으로는 투영 광학 렌즈를 이용한 액침 노광 방식(다중 노광 포함)과, 반사 거울을 이용한 극자외선(EUV) 노광 방식이 있다. 

액침 노광 방식에서 다중 노광인 경우, 현재 주로 회로 선폭이 10nm 정도 수준까지 패턴 미세화가 가능하다. 반면, 극자외선(EUV) 노광 방식은 다중 노광을 하지 않기 때문에 노광 횟수를 대폭 줄일 수 있다는 장점은 있으나, 아직 메모리 반도체를 충분히 양산할 수 있을 정도로 반도체 웨이퍼를 신속히 처리하지 못하는 단점이 있다.  

특허청(청장 최동규)에 따르면, 2006년부터 2015년까지 국내에 출원된 액침 노광 방식 관련 특허출원은 2,680건이 있었고, 그 중 다중 노광을 이용하는 액침 노광 방식 관련 특허출원은 392건으로 나타났으며, 극자외선(EUV) 노광 관련 특허출원은 2,054건으로 나타났다. ([붙임 1] 참조)

조사기간(2006년~2015년) 중 액침 노광 방식 관련 특허출원은 연평균 17.2%씩 줄어들고 있는 반면, 극자외선(EUV) 노광 방식 관련 특허출원은, 2011년까지는 연평균 10.3%씩 증가세를 보이다가, 2012년부터 연평균 10.3%씩 감소하는 추세를 보이고 있지만, 전체적으로는 연평균 1.2%씩 증가한 것으로 나타났다. ([붙임 2] 참조)

액침 노광 방식 관련 특허출원 기업별 현황을 살펴보면, 니콘(일본, 1,025건, 38%), 후지필름(일본, 228건, 8%), ASML(네델란드, 217건, 8%), JSR(일본, 183건, 7%), 삼성전자 및 SK 하이닉스 등 국내기업(한국, 154건, 6%), 신에츠 화학(일본, 126건, 5%)의 순으로 나타났고, 그 중 다중 노광 관련 특허출원은 SK 하이닉스(한국, 68건, 17%), 삼성전자(한국, 54건, 14%), 신에츠 화학(일본, 47건, 12%), ASML(네델란드, 34건, 9%) 등의 순으로 나타났다. ([붙임 3] 참조)

전체적으로 액침 노광 방식은 국내기업보다는 외국기업이 주도하고 있으나, 액침 노광 방식 중 다중 노광과 관련해서는 국내 기업이 주도하고 있음을 알 수 있다. 

극자외선(EUV) 노광 방식 관련 기업별 특허출원 현황을 살펴보면, ASML(네델란드, 243건, 12%), 칼 자이스 에스엠티(독일, 189건, 9%), 후지필름(일본, 168건, 8%), 아사히 글라스(일본, 176건, 8%), SK 하이닉스(한국, 137건, 7%) 순으로 나타난바, 외국기업 위주로 특허출원이 되고 있음을 알 수 있다. ([붙임 4] 참조)

조사기간 동안의 전체 출원건수에 대한 국내기업 및 외국기업간의 특허출원 동향을 살펴보면, 액침 노광 방식의 경우, 국내기업과 외국기업은 연평균 1.1%와 16.2씩의 감소세를 보였고, 극자외선 노광 방식의 경우, 국내기업은 2008년을 기점으로 특허출원이 줄다가 2012년부터 연평균 22.4%씩 증가하는 것으로 나타난 반면, 외국기업은 2011년을 기점으로 연평균 19.2%씩 감소하고 있는 것으로 나타났다. ([붙임 5] 참조)

특허청 제승호 반도체심사과장은 “반도체 회로 패턴 미세화 노광 기술이 액침 노광 방식에서 극자외선 노광 방식으로 출원 경향이 바뀌고 있는바, 국내기업들이 주로 다중 노광을 이용한 액침 노광 방식에 주력하고 있는 것으로 나타나고 있으나, 국내기업들도 극자외선(EUV) 노광 방식과 관련된 특허출원을 지속적으로 확대해야 향후 반도체 제조공정 분야에서 확실한 우위를 점할 수 있을 것”이라고 말했다.

보도 : 특허청

붙임 : 보도자료 1부.
문의 : 특허심사2국 반도체심사과 사무관 심병로(042-481-5665)

반도체 회로 패턴의 미세화 노광 기술은 진화 중-보도자료.pdf