이 글보고 문득 생각나서 써보는 글임

반도체 장비 기업 ASML은 누구나 한번쯤 들어보았을 것이다

이 기업이 반도체 업계에서 슈퍼 을로 통하고 있다는데 그 이유는 바로 EUV장비를 여기에서 밖에 만들지 못하기 때문임

EUV(Extreme UltraViolet) 장비는 이름 그대로 극자외선을 이용하는 장비인데

그 EUV를 이용해서 원하는 회로패턴을 웨이퍼에 새기는 작업을 함

최첨단 반도체 생산을 위해서 반드시 필요한게 EUV장비인데 그걸 ASML이 독점생산하고 있으니

아무리 비싸고 만드는데 오래걸려도 반도체 기업들이 줄을 서서 사려고 하는 것임

근데 그렇게 중요한 장비라면 왜 다른 기업에서 만들려고 하지 않는 것일까?

EUV 장비에서 사용하는 신기한 기술들 몇개를 보면서 그 이유를 알아보자

1. 광원 생성

EUV를 이용하는 장비이니 당연히 EUV를 생성하는 기능이 있다.

하지만 EUV는 13.5nm로 굉장히 짧은 파장을 가지는데

이런 빛을 만들기 위해서는 독특한 방법이 필요하다

바로 주석(Sn)을 플라즈마화 시키는 것이다.

위 움짤을 보면 움직이는 주석 방울에 레이저가 두번 맞는걸 볼 수 있다

초속 70미터의 속도로 융용 주석 방울이 발사되면

그걸 첫번째 저강도 레이저가 맞혀서 주석 방울을 넓게 퍼뜨려 평평하게 만든다

그리고 두번째 고강도 레이저가 맞혀서 주석을 플라즈마로 만들고 EUV를 방출시킨다

그리고 이 과정을 초당 5만번 반복한다

이렇게 만들어진 빛은 거울로 모아서 웨이퍼로 향하는 광학계로 보내진다

2. 광학계

EUV 장비 속 광학계, 위에서 움직이는 게 레티클, 아래에서 움직이는게 웨이퍼다

EUV의 특성상 극도로 흡수가 잘되기 때문에 광학계에 렌즈는 거의 사용하지 못하고

주로 흡수율이 낮은 특수한 거울만든다

물론 공기에도 흡수되기때문에 내부는 진공임

이 광학계의 정확도는 지구에서 쏜 빛으로 달에 있는 100원 동전을 맞힐 수준이다

3.레티클(마스크)

레티클, 마스크라고도 하는데 회로패턴이 새겨진 유리판이다

일반적인 마스크는 투과형으로 빛이 통과하면서 그 패턴을 가져가는데

EUV는 흡수가 되기때문에 마스크도 반사형으로 만들어야한다

이 레티클은 빛의 간섭을 이용하는 다층 반사기로 패턴을 구현하였으며

레티클을 움직이는 레티클 스테이지는 최고속력 3.2m/s의 관성을 완벽히 상쇄하며

웨이퍼 스테이지와 완벽히 동시에 움직여 그 패턴을 새긴다

동시에 두 웨이퍼를 처리하는 웨이퍼 스테이지,

진공상태를 유지하는 배기시스템이나 온도를 관리하는 쿨링시스템 등

그 외 여러가지 기술들이 있지만

EUV에서 사용하는 기술들 말고도 ASML이 사용하는 신기한 기술들은 또 있다

움직이는 웨이퍼와 렌즈 사이의 공기층을 물로 채워 노광작업을 진행시키는 액침노광기술

(공기보다 높은 굴절률을 이용해서 더 좋은 해상도를 구현한다)

4096개의 미세거울을 컨트롤해서 렌즈없이 원하는 조명패턴을 만들어내는

FlexRay기술등이 있다

(간섭패턴에 영향을 줘서 빛의 세기를 높일 수 있음)