캐논, 차세대 반도체 제조 장비 미국 공급 발표

최근 캐논은 차세대 반도체 제조 장비를 처음으로 공급한다고 발표하여 나노 임프린트 기술 상용화에서 중대한 돌파구를 마련했습니다.이 장비는 2024년 10월 미국 ’텍사스 전자 연구소’에 인도될 예정입니다.이 연구소는 텍사스 오스틴 대학이 지원하고 인텔 등 유명 반도체 기업이 참여하는 산학 협력 조직입니다.이 장비 도입은 첨단 반도체 연구 개발 및 생산에 사용되며 미국 반도체 산업 발전을 촉진하는 것을 목표로 합니다.

나노임프린팅 기술의 혁신적 응용

캐논의 이 장치는 자체 개발한 ‘나노임프린트(Nano-imprint)’ 기술을 채택했으며,강한 빛과 포토레지스트를 사용하는 기존의 리소그래피 방식과 달리,나노임프린트는 회로 패턴이 새겨진 몰드를 웨이퍼에 직접 압착하여 회로를 정밀하게 복사합니다.이 방식은 도장을 찍는 것과 유사하며,한 번의 압착으로 복잡한 2차원 또는 3차원 회로 패턴을 형성할 수 있습니다.

이 기술의 장점은 장치 구조가 비교적 단순하고 복잡한 광학 시스템이나 다수의 렌즈가 필요 없어 전력 소비가 크게 줄어든다는 점입니다.캐논에 따르면,나노임프린트 장치의 전력 소비량은 기존 노광 방식의 10분의 1 수준입니다.또한 장비 비용도 상대적으로 저렴하여 반도체의 미세화 생산을 보다 경제적으로 실현할 수 있습니다.

첨공정을 지원하여 더욱 미세한 선폭을 실현합니다

캐논은 이 나노임프린트 장비가 최첨단 로직 반도체 제조에 필요한 미세한 선폭에 호환된다고 밝혔다.몰드(mold)를 개선함으로써 장비는 2나노미터 수준의 회로 선폭 구현 가능성이 있다.이는 현재 더 작고 효율적인 칩을 추구하는 반도체 산업에 중요한 의미를 갖는다.

인터뷰에서 캐논 광학 디바이스 사업 본부의 부사업 본부장 이와모토 가즈노리는 “3~5년 안에 연간 수십 대를 판매하는 것이 목표”라고 밝혔다.또한 나노임프린팅 기술의 독특한 점은 3차원 회로를 한 번에 형성할 수 있다는 것이며,수십 나노미터까지 미세화가 필요한 메탈렌즈(Metalens) 등의 생산 분야에서 폭넓은 응용 가능성이 있다고 언급했다.

파트너와 함께 기술 발전 촉진

캐논은 2014년부터 나노임프린트 기술의 본격적인 개발을 시작했으며,2023년 10월 관련 장비의 판매를 개시했다.이번 납품은 캐논이 출시를 선언한 이후 첫 출하로,해당 기술이 실제 적용 단계에 진입했음을 알리는 신호다.

개발 과정에서 캐논은 키옥시아(KIOXIA Corporation,구 도시바 메모리)와 다이니혼프린팅과 긴밀히 협력했다.키옥시아는 자사의 요코카이 공장 등에서 해당 장비를 플래시 메모리 생산에 적용하는 검증을 진행했으며,다이니혼프린팅은 회로 패턴이 새겨진 몰드 제작을 담당했다.세 회사는 공동으로 나노임프린트 기술의 실용화를 추진했다.

이와모토 카즈노리는 기존 파트너 외에도 나노임프린트 개발 및 생산에 참여하는 더 많은 기업들과 협력해 생태계를 더욱 확장할 계획이라고 밝혔다.그는 전 세계적으로 반도체 노광 분야에서 나노임프린트 장비 사업을 전개하는 기업은 캐논이 유일하며,업계 진입 장벽이 매우 높다고 강조했다.

비용을 절감하고 연구 개발의 편의성을 향상시킵니다.

나노임프린트 기술은 성능 면에서 우위를 가질 뿐 아니라 생산 비용도 크게 절감할 수 있다.이와모토 카즈노리는 조건에 따라 추정하면,한 번의 리소그래피 공정 비용이 기존 노광 장비의 절반까지 낮아질 수 있다고 지적한다.또한 장비 규모가 작아 연구개발 등에 활용하는 고객이 도입·배치하기도 쉽다.

이러한 비용 및 규모 측면의 장점으로 나노임프린트 기술은 반도체 제조 분야에서 강력한 경쟁력을 갖추게 되었으며,특히 현재 세계 반도체 산업이 미세화와 비용 통제라는 이중 도전에 직면한 상황에서 더욱 그러합니다.

미래를 내다보며 광활한 시장을 개척하자

반도체 기술이 지속적으로 발전함에 따라 더 미세한 선폭과 더 복잡한 회로에 대한 수요가 날로 증가하고 있습니다.나노임프린트 기술의 성숙과 상업적 응용은 반도체 제조에 새로운 솔루션을 제공할 것입니다.캐논은 향후 3~5년 내 연간 수십 대의 장비 판매라는 목표를 달성해 시장 수요를 충족할 계획입니다.

한편,캐논은 나노임프린트 기술의 응용 분야를 적극적으로 확장하고 있습니다.기존의 로직 칩 제조 외에도,이 기술은 초점 렌즈나 광학 소자 등 고도의 미세화가 필요한 분야에서도 잠재력을 지니고 있습니다.

이와모토 카즈노리는 나노임프린트 기술의 난점이 고정밀 도안의 중첩에 있으며,이를 위해서는 웨이퍼 위에 금형을 정확히 위치시켜야 한다고 밝혔다.캐논은 기존 노광 장비에서 축적한 계측 기술을 활용해 이 과제를 해결했으며,장비의 신뢰성과 정밀도를 확보했다.