EUV와 DUV 리소그래피의 차이는 무엇일까

리소그래피는 빛으로 웨이퍼에 회로 패턴을 새기는 공정입니다. DUV(심자외선) 리소그래피는 ArF 레이저의 193 nm 빛을 사용하며, 렌즈와 함께 렌즈와 웨이퍼 사이에 물층을 두는 액침 방식을 씁니다. EUV(극자외선) 리소그래피는 13.5 nm 빛을 사용하므로 한 번의 노광으로 훨씬 미세한 패턴을 새길 수 있지만, 이 빛은 거의 모든 물질에 흡수되기 때문에 시스템 전체를 진공 속의 거울로 구성해야 합니다. EUV는 훨씬 비싸고 복잡합니다.

비교 항목	DUV(ArF 액침)	EUV
파장	193 nm	13.5 nm
광원	ArF 엑시머 레이저	레이저 생성 플라즈마: 레이저가 녹은 주석의 미세한 방울을 때립니다
광학계	렌즈(굴절식)이며, 액침 시스템에서는 마지막 렌즈와 웨이퍼 사이에 물이 있습니다	거울(반사형 다층막)만 사용합니다. 거의 모든 물질이 EUV 빛을 흡수하기 때문입니다
포토마스크	석영으로 만든 투과형 마스크	다층막 코팅이 된 반사형 마스크
환경	공기 또는 질소와 액침용 물	진공
해상도	한 번의 노광으로 피치 약 80 nm까지 해상합니다. 더 미세한 패턴은 멀티 패터닝이 필요합니다	한 번의 노광으로 피치 약 30 nm 이하를 새길 수 있으며, High-NA EUV는 더 나아갑니다
공정 복잡도	멀티 패터닝(SADP, SAQP 등)으로 공정 단계 수가 크게 늘어납니다	가장 미세한 층의 단계 수는 줄지만, 레지스트와 마스크에서 새로운 과제가 생깁니다
주요 결함	오버레이 오차와 멀티 패터닝에서 오는 결함	광자 수가 적어서 생기는 확률적 결함과 마스크 결함
장비 가격	장비 한 대에 수천만 달러	장비 한 대에 1억 달러를 훌쩍 넘습니다
공급 업체	ASML, 니콘 등	사실상 ASML이 유일한 공급 업체입니다
대표 용도	첨단 칩을 포함한 대부분 칩의 대부분의 층	대략 7 nm급 이하의 가장 중요하고 미세한 층

수치는 대략적인 자릿수 기준이며, 공정 세대와 제품에 따라 달라져요.

상황별 선택 기준

DUV: 첨단 칩에서도 여전히 대다수의 층을 새깁니다. 성숙한 기술로 빠르고 층당 비용이 훨씬 낮습니다.
EUV: DUV로는 여러 번의 패터닝이 필요한 가장 미세한 핵심 층에 사용합니다. 공정은 단순해지지만 장비와 운영 비용이 매우 높습니다.
다음 단계: High-NA EUV는 더 큰 개구수를 사용해 다음 노드에서 더욱 작은 패턴을 해상합니다.

자주 묻는 질문

EUV는 왜 13.5 nm 파장을 사용하나요?

파장이 짧을수록 더 미세한 패턴을 새길 수 있습니다. 13.5 nm의 EUV 빛은 ArF DUV의 193 nm 빛보다 약 14배 짧아, DUV로는 멀티 패터닝이 필요한 패턴도 한 번의 노광으로 새길 수 있습니다.

EUV 장비는 왜 그렇게 비싼가요?

광원은 레이저로 가열한 주석 플라즈마이고, 광학계는 모두 다층막 거울이며, 시스템 전체가 진공에서 동작합니다. 장비 한 대가 1억 달러를 훌쩍 넘습니다.

EUV 리소그래피 장비는 누가 만드나요?

EUV 리소그래피 장비는 사실상 ASML이 유일한 공급 업체입니다.

EUV가 DUV를 대체했나요?

아니요. 첨단 칩에서도 대부분의 층은 여전히 DUV로 새깁니다. EUV는 가장 미세하고 중요한 층에 사용합니다.

주요 용어 설명

EUV露光: 波長13.5 nmの極端紫外光を使う露光技術。反射光学系と真空環境を用いる。
液浸露光: レンズとウエハの間を水で満たして露光する方法。開口数を1以上にでき、ArFエキシマレーザーでより細かいパターンを形成できる。
High-NA EUV: 投影光学系の開口数(NA)を従来のEUVの0.33から0.55に大きくし、解像度を高めた次世代のEUV露光装置。