"ASML 독점 깬다" 노르웨이 레이스, '헬륨 원자 빔 활용' 차세대 EUV 개발 자금 확보

레이스, 2029년까지 차세대 시제품 가동 목표

레이스 리소그래피 공동창업자들. (사진=아토미코)

[더구루=홍성일 기자] 차세대 리소그래피 장비를 개발하고 있는 노르웨이 스타트업 레이스 리소그래피(Lace Lithography, 이하 레이스)가 신규 투자를 유치했다. 레이스는 2029년까지 헬륨 원자 빔을 이용한 리소그래피 시제품을 개발한다는 목표다. 레이스의 기술이 현실화되면 ASML의 독점적 지위가 도전받을 것이라는 분석과 함께 상용화까지는 상당한 시간이 필요할 것이라는 전망도 함께 나오고 있다.

26일 업계에 따르면 레이스는 시리즈 A 투자 라운드를 통해 4000만 달러(약 600억원)를 조달했다. 이번 펀딩은 유럽 벤처캐피탈(VC) '아토미코'가 주도했으며 마이크로소프트(MS) 산하 VC 'M12', 린세 캐피탈, SETT, 니스뇌(Nysnø) 등이 참가했다.

레이스는 2023년 설립됐으며 헬륨 원자 빔을 이용한 새로운 리소그래피 장비를 개발하고 있다. 현재 반도체 미세공정에는 네덜란드의 ASML이 개발한 '극자외선(EUV)' 노광장비가 사용되고 있다. 노광장비는 빛을 이용해 실리콘 웨이퍼에 회로 패턴을 그리는 장치로, 반도체 8대 공정 중 포토 단계에서 사용된다.

ASML은 EUV를 이용한 노광장비를 독점적으로 공급하고 있다. ASML의 장치는 액체상태의 주석을 초당 5만 방울을 떨어뜨리고, 각 방울마다 2번 이산화탄소 레이저를 조사해 나오는 13.5나노미터(nm) 파장의 EUV를 이용해 웨이퍼에 반도체 회로를 새긴다. ASML은 최근 주석 방울 투입 횟수를 10만 번으로 늘리는데 성공했다. 이에 광원 출력을 기존 600W(와트)에서 1000W로 끌어올렸다.

반면 레이스는 빛 대신 중성 헬륨 원자를 빔처럼 쏴서 회로를 그리는 기술을 연구하고 있다. 원자 자체를 쏘는 만큼 빛의 물리적 특성인 '회절(빛이 굴절돼 퍼지는 현상)'이 발생하지 않는다. 또한 원자 자체를 발사하는 형태인 만큼 파장도 0.1nm에 불과하다. ASML이 사용하는 EUV보다 135배나 짧은 것이다. 레이스는 자사 시스템을 이용하면 현재 출시된 최상위 시스템보다 10배 더 미세한 공정도 구현 가능하다고 소개했다. 레이스는 자사의 기술을 '비욘드-EUV(Beyond-EUV, BEUV)'로 정의하고 있다.

레이스는 이번에 확보한 자금을 기반으로 2029년까지 파일럿 팹을 구축한다. 해당 파일럿 팹에서는 헬륨 원자 빔 리소그래피 장비의 테스트를 진행할 예정이다.

업계는 레이스 기술이 상용화될 때까지는 상당한 시간이 필요할 것으로 보고있다. 실제로 ASML도 EUV 노광 기술을 상업화하는데 10년 가량의 시간이 필요했다. 또한 레이스의 기술이 빛을 이용하지 않는만큼 기존 파운드리 생태계에 적용되는데도 한계가 있을 것으로 분석했다.

레이스 관계자는 "헬륨 원자 빔 리소그래피 기술이 완성되면 원자 수준 해상도로 회로를 그릴 수 있을 것"이라며 "향후 100년간 반도체 생산을 가능하게 하겠다는 미션을 달성하기 위해 연구개발에 집중하겠다"고 말했다.