반도체 포토마스크 시장 및 기술 동향 2025 – EUV · AI · 다중패터닝 시대

반도체 포토마스트 시장

이 글은 '반도체 포토마스크 시장 동향과 기술 발전 현황을 2025년 기준으로 정리했습니다. EUV, AI 검사 기술, 다중 패터닝 등 최신 반도체 포토마스크 기술 정보를 확인해 보세요.

 

목차

1. 글로벌 반도체 포토마스크 시장 규모와 성장 전망
2. EUV 반도체 포토마스크의 핵심 기술 동향
3. 2nm 대응 기술과 반도체 포토마스크의 진화
4. AI 검사 및 계산 리소그래피 반도체 포토마스크 적용 사례
5. 청정 공정과 펠리클 기술의 반도체 포토마스크 활용
6. 공급망 리스크와 반도체 포토마스크 국산화 방향
7. 반도체 포토마스크 기술의 미래와 경험에서 얻은 교훈

반도체 포토마스크 시장 성장

★ 가공: 국가계 반도체 포토마스크 시장 크게 효율적

현재 글로벌 반도체 포토마스크 시장은 약 51억 달러 수준으로 평가되며, 연평균 6% 내외의 성장률을 기록하고 있습니다. AI 반도체와 자율주행차, 데이터센터 등의 수요 확대가 시장을 견인하고 있지요. 실제로 제가 몸담고 있는 회사에서도 올해 들어 반도체 포토마스크 관련 부서의 투자 요청이 급증하고 있습니다.

특히 아시아 지역, 그중에서도 한국, 대만, 일본이 반도체 포토마스크 생산의 중심지로 떠오르고 있습니다. 한국의 경우, 삼성전자와 SK하이닉스를 중심으로 한 첨단 공정에 대한 수요가 높아지면서 관련 기업들의 기술 경쟁도 심화되고 있는 실정입니다.

 

반도체 포토마스트 , 5nm EUV / 출처 : 삼성반도체

 

★ EUV 반도체 포토마스크의 해결 모양 - 5nm 이하 공정의 호신

EUV(Extreme Ultraviolet) 노광 기술이 본격적으로 상용화되면서, 이에 대응하는 고정밀 반도체 포토마스크의 중요성도 덩달아 커졌습니다. 과거에는 DUV 포토마스크가 주류였다면, 이제는 7nm, 5nm 이하로의 미세 공정을 위해 EUV 반도체 포토마스크가 핵심입니다.

제가 참여했던 한 EUV 라인의 오픈 프로젝트에서는, 반도체 포토마스크 블랭크 확보부터 패턴 정확도 검수까지 거의 매일 긴장의 연속이었습니다. 특히 Hoya와 AGC가 거의 독점하다시피 하는 블랭크 소재 수급이 쉽지 않아, 그 중요성을 절실히 느꼈습니다.

 

반도체 포토마스크 2nm DNP / 출처 : DNP

★ 2nm  기술과 반도체 포토마스크

현재 업계는 2nm 진입을 목표로 다양한 기술을 적용하고 있습니다. 그중에서도 일본 DNP의 움직임이 눈에 띄는데요. 멀티빔 라이터(MBMW) 기술을 기반으로 고정밀 반도체 포토마스크 공정을 준비 중입니다.

제가 일본 DNP의 협력 프로젝트에 참여했을 때, 반도체 포토마스크 검사의 기준이 국내보다 훨씬 까다롭다는 점을 체감했습니다. 불량률을 0.1% 이내로 줄이는 데 집중하는 모습은 인상적이었습니다.

 

반도체 포토마스크 OPC 기술 : 출처: Semantic Scholar

★ AI 검사 및 계산 리소그래픽 반도체 포토마스크 적용 사례

최근에는 AI 기반 반도체 포토마스크 검사 장비와 소프트웨어도 빠르게 도입되고 있습니다. 머신러닝을 활용한 불량 감지 시스템은 실제로 제가 사용해본 결과, 기존 대비 30% 이상 검출 효율이 높아졌습니다.

또한, 계산 리소그래피 기술인 ILT, OPC, SMO 등의 기술은 이제 고해상도 회로 구현에 있어 반도체 포토마스크에서 빼놓을 수 없는 존재입니다. 공정 단계에서 시뮬레이션으로 반도체 포토마스크 수정 방향을 미리 예측할 수 있어, 생산성 향상에 큰 도움이 됩니다.

 

★ 청정 과정 및 페리클 기술의 반도체 포토마스크 활용

EUV 반도체 포토마스크 공정에서는 미세먼지 하나도 치명적입니다. 그래서 펠리클(pellicle)이라는 투명 막을 마스크 위에 부착해 오염을 방지하는데, 최근엔 CNT(탄소나노튜브) 기반의 초고투과 신소재 연구도 활발합니다.

실제로 청정도 관리 측면에서 제 경험을 나누자면, 반도체 포토마스크 공정실 입구에서부터 헤어캡 착용은 물론, 반도체용 무진복 착용도 강화되었습니다. 한 번은 사소한 먼지 이물로 인해 3시간 분량의 생산이 전면 중단된 사례도 있었습니다.

 

반도체 포토마스크 이해도 / 출처 : 삼성반도체이야기

★ 공급망 안정성 방지가 그리워진 이유 - 반도체 포토마스크 국산화 동행

미중 무역 분쟁과 수출 규제 등의 여파로 반도체 포토마스크 공급망의 안정성은 더욱 중요해졌습니다. 특히 일본에서 핵심 소재를 수입해야 하는 국내 기업 입장에서는 대체 소재 개발과 반도체 포토마스크 국산화가 시급한 과제가 되고 있습니다.

저도 국산 반도체 포토마스크 블랭크 테스트 프로젝트에 참여한 적이 있었는데요, 당시 안정성은 아직 일본 제품에 미치지 못했지만, 분명 가능성은 보였습니다. 반도체 포토마스크 국산화가 본격화되면 시장 구조에도 큰 변화가 올 것입니다.

 

★ 반도체 포토마스크 기술의 미래와 경험에서 얻은 구호

이처럼 '반도체 포토마스크'는 단순히 반도체 공정의 한 요소가 아니라, 전체 생산성과 수율을 좌우하는 핵심입니다. 지금까지의 경험을 통해 느낀 것은, 기술력도 중요하지만 결국 '사람의 디테일'이 모든 걸 결정짓는다는 사실입니다.

반도체 포토마스크는 앞으로도 더 높은 정밀도와 더 많은 기능을 요구받게 될 것입니다. AI, EUV, 계산 리소그래피 기술이 융합되는 미래, 여러분과 함께 그 변화의 현장에서 다시 한 번 이야기 나눌 수 있기를 기대합니다.