삼성, 제재 속 EUV 투자 박차…장비독점 蘭업체 日과 맞손

삼성전자와 SK하이닉스 등이 도입하고 있는 EUV노광기. (사진=ASML)

[이데일리 양희동 기자] 한국에 대한 일본의 반도체 소재 수출 제재가 3주 가까이 이어지고 있는 가운데, 삼성전자(005930)는 비(非)메모리 사업의 핵심 기술인 EUV(극자외선) 투자를 흔들림없이 지속하고 있다. 삼성전자는 올 상반기 네덜란드 ASML로부터 EUV 노광기(웨이퍼에 회로 패턴을 그리는 장비) 8대 가량을 도입하고, 5~6대를 추가 주문한 것으로 파악됐다. 전체 투자 금액은 2조원(1대당 1500억원 안팎)이 넘는다. 일본이 EUV용 포토리지스트(감광액·PR)를 제재 품목에 넣어 압박하고 있지만, 삼성전자는 내년 화성 EUV 전용라인 가동 준비에 박차를 가하고 있다. 그러나 EUV노광기를 독점 생산하는 ASML이 EUV 핵심 소재인 펠리클(pellicle) 개발 파트너로 일본 미쓰이 화학을 선택하면서, 향후 EUV용 PR에 이어 새로운 위협이 될 가능성이 커지고 있다.

21일 업계에 따르면 올 2분기 ASML은 미쓰이 화학과 EUV 펠리클 조립 기술에 대한 라이센스 계약을 체결했다. 이에 따라 미쓰이 화학은 ASML 양산에 필요한 대량의 EUV 펠리클을 조립 및 생산 판매할 계획이다. 또 ASML은 미쓰이 화학과 손잡고 성능을 더욱 개선한 차세대 EUV 펠리클 개발을 지속할 방침이다.

ASML이 전 세계에서 독점 생산하는 EUV 노광기는 반도체 회로 패턴이 담긴 포토마스크에 빛을 통과시켜 웨이퍼에 회로를 그리는 작업을 한다. 이때 포토마스크가 오염되면 수율(양품비율)이 낮아지는데, 포토마스크에 씌우는 얇은 박막인 펠리클이 오염 물질로부터 보호하는 기능을 한다. EUV용은 기존보다 높은 투과도 및 내구성을 요구해 1장당 가격이 3000만원에 달하지만, 아직 상용화 제품이 없다. 특히 삼성전자와 대만 TSMC가 파운드리(반도체 수탁생산)에서 치열한 경쟁을 벌이고 있는 7나노 이하 초미세공정에선 오염을 방지하는 펠리클의 중요성이 더욱 커지고 있다.

이처럼 EUV용 펠리클 시장 선점이 중요한 시점에서 ASML이 협력사로 미쓰이 화학을 선택하면서, 향후 일본 제재가 장기화 및 반복되면 EUV용 PR과 더불어 시스템반도체 산업 전반에 위협이 될 가능성이 커진 것이다. 미쓰이 화학은 1984년 펠리클 사업을 시작해 이 분야에서 35년의 역사를 갖고 있다. 미쓰이 화학은 ASML과의 협력을 바탕으로 내년 2분기까지 펠리클 공장을 이와쿠니·오오타케에 착공, 2012년 2분기 판매를 시작한다는 구상이다.

한국도 일본에 맞서 에스앤에스텍(101490)이 2017년 7월부터 EUV용 펠리클 사업화를 위한 공정 개발을 진행하고 있다. 에스앤에스텍은 EUV용 펠리클 원천 기술을 확보해 초기 시장 선점을 노리고 있지만, ASML이 미쓰이 화학과 손을 잡으면서 상대적으로 불리한 상황에 처하게 됐다.

국내 EUV 권위자인 안진호 한양대 신소재공학부 교수는 “EUV용 펠리클은 기술적 측면에선 에스앤에스텍이 추진 중인 방식이 웨이퍼 공정 경험이 없는 미쓰이 화학보다 우위이지만, ASML과 손잡은 미쓰이가 주도권을 잡게 되면 일본 제재 상황에선 속수무책이 될 것”이라며 “일본 제재로 가장 큰 타격이 예상되는 분야가 EUV 소재인 만큼 전략적 육성이 시급하며 국내 기술이 먼저 상용화 될 수 있도록 삼성전자 등 고객사와 정부 지원이 절실하다”고 강조했다.

EUV용 펠리클의 원리와 실제 제품. (사진=미쓰이 화학)