ASML 기업분석 (1) - 레일리의 식

ASML은 반도체 장비업체입니다. 1984년 에인트호벤에서 설립된 회사로, 광학장비 제조에 집중합니다. 2019년에는 229대, 2020년에는 258대의 장비를 팔고 매출을 140억유로 (19조원정도) 올렸으니, 한대에 약 700억원 정도 되는 장비를 평균적으로 판 셈입니다. 

ASML에서 가장 비싼 EUV 장비는 대당 평균 가격이 1억유로 수준이다. 한화로 1300억원 정도... 기사에 따르면 장비 한대 값이 보잉 747 항공기 가격의 3배. 

네덜란드 정부, ASML EUV 장비 對中 수출 보류

사업보고서에 나온 말이지만, ASML은 아직 반도체 소형화의 물리적인 한계에 다다르지 않았다고 보는 것 같다. ("We aren’t as close to the fundamental limits of physics as some would think.")

---

ASML 사내에는 이런 벽화(?) 가 있다. 아래 수식이 ASML의 기본적인 기술력을 가장 잘 설명하는 것일 수 있는데, 레일리의 식이라고 한다. (Rayleigh's equation)

CD는 Critical Dimension으로 인쇄가능한 최소 선폭을 의미한다. 장비로 인쇄 가능한 선폭이 작다는 뜻은, 같은 공간에 더 많은 트랜지스터를 우겨넣을 수 있다는 뜻으로 더 가성비가 좋은, 고성능 장비라는 뜻이다! ASML의 목표는 이 CD를 줄이는 것.

Lambda는 광원의 파장인데, 람다가 작으면 = 광원의 파장이 짧을 수록 더 미세한 선폭을 구현할 수 있다는 뜻이다. ASML이 과거에 쓰던 광원은 450nm 폭이었는데, KrF(248nm), ArF(193nm), EUV(13.5nm)로 넘어오면서 이 폭이 거의 33배나 줄어든 셈.

https://www.youtube.com/watch?v=gBsVqvUQCGY

 

NA는 렌즈가 모을 수 있는 정보의 크기(Numerical Aperture)로, 렌즈의 성능이 더 좋을 수록 미세한 선폭을 구현할 수 있다는 것을 의미한다. NA는 렌즈가 빛을 모을 수 있는 각도 α가 클수록, 굴절률(Refractive Index) n이 클 수록 커진다. 

 

이 굴절률을 올리는 방법이 바로 Immersion(액침)기술. ASML에서는 물을 사용해 (굴절률 1.33) NA를 올리는데, 기름을 사용하지는 못한다고 한다. 온도, 흐름 제어, 입자, 점도 등 문제 때문이라고. 여기서 사용하는 물이 노광 공정의 방해가 되지 않도록 제어하는 것 또한 기술력 (기포, 움직임, 오염 등). 이 내용을 잘 정리해주신 국문 블로그가 있어 공유.... 

Immersion이란? 반도체 미세 공정인 액침 공정에 대해 알아보자!

K1은 반도체 제조 공정과 관련된 상수이며, 사업보고서상 반도체 공정에서의 물리적인 한계는 0.25라고 언급한다.  

---

아직 반도 안 봤지만, 요약하면 (1) 더 가느다란 파장을 사용할 수 있고 (2) 더 좋은 렌즈를 사용하면서, 여기서 발생하는 현실적인 문제점들을 적절한 값에 잘 해결하는 것이 ASML의 기술력. 

 

ASML 기업분석 (2) - 기업 개황과 목표