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WE DO/인사이드

노광공정 연구 개발자, 웨이퍼에 꿈을 그리다

2014.08.11 | by 영하이라이터

 

 

깨지고 부서지고 그 상처가 다시 아물고, 또 다치면서 청춘들은 성숙해집니다. 이 과정에서 넘어졌다가 일어나는 방법을 스스로 찾지 못한다면 주변 사람들에게 도움의 손길을 요청하기도 하는데요. 이 때 도움의 손길을 내미는 사람을 멘토라고 부르게 되죠. 그래서 SK하이닉스 YOUNG 하이라이터가 도움의 손길을 요청했습니다. 바로 SK하이닉스에서 최고의 제품을 만들기 위해 늘 도전과 실패 그리고 성공을 반복하는 팀으로 반도체 제조공정 중 웨이퍼에 칩을 그려내는 노광공정팀의 허중군 책임님입니다. 그럼 지금부터 멘토 허중군 책임님께서 들려주시는 노광공정 이야기 함께 들어볼까요?

 

여기서 잠깐!  노광공정은 어떤 과정을 말하는지 알아볼까요?

 

 

<< Photo공정에 대해 자세히 알고싶다면?

 

★ 안녕하세요. 허중군 책임님. 본인소개 간단하게 부탁드립니다.

안녕하세요 미래기술연구원 Photo팀의 허중군 책임입니다. 제가 하고 있는 업무는 리소그라피 또는 포토 공정이라고 합니다. 웨이퍼 위에 빛을 이용하여 미세한 반도체 설계회로를 그려 넣는 공정입니다. 반도체 회로의 선폭을 결정하는 제일 중요한 공정이라 말 할 수 있습니다. 다만 머리카락보다 더 가는 회로선을 만들기 위해 특수한 노광 장비가 필요 합니다. 노광장비 가격이 한대에 1000억이 넘는 것을 보면 포토 공정이 얼마나 정교한 기술력이 필요한지 설명이 될 것 같습니다.

 

★ ‘웨이퍼에 반도체 회로를 그려 넣는다’ 일반인들은 잘 이해하기가 어려울 것 같은데요. 조금 더 쉽게 설명해주실수 있으신가요?

반도체를 쉽게 설명하자면 반도체는 건축과 비슷하다는 점입니다. 반도체도 어떻게 보면 굉장히 작은 땅에 내가 원하는 도시를 설계하는 개념입니다. 저는 미래 기술 연구원에 포토공정에서 선행 패터닝에 몸담고 있습니다. 가장 차세대 극한 패터닝을 담당하고 있죠. 이 부서에서 만들어진 기술이 세상에 빛을 보려면, 4년 뒤에나 제품화할 수 있는데요. 그 보다 앞당겨서 개발을 해야 회사가 앞서갈 수 있겠죠? 포토팀은 회사의 ‘First Mover’의 역할을 한다고 말씀드릴 수 있겠네요!

 

건축과 비슷한 반도체 공정!

 

건물을 지을 때, 단위 면적에 사람이 많이 살 수 있도록 높게 쌓기도 하고, 밑으로 파기도 하죠. 반도체 같은 경우에도 예전에는 밑으로 파서 만드는 것이 대세였다면, 요즘은 위로 쌓고 있답니다. 특히, 이것을 과연 적은 면적에 높게 쌓는 것이 관건이죠. 제가 생각하기에는 반도체 기판에 원하는 패턴을 쌓는 것이 초고층 빌딩을 만드는 것 보다 더 어려울 것 같아요. 그래서 건축보다 훨씬 어려운 것이 반도체라고 생각합니다.

 

건물과 마찬가지로 높이 그리고 지진이나 태풍에 의해 대해서도 강하게 쌓아야 하는데요. 여기서 충격에 버틸 수 있고, 탄성에 강한 재료를 선정합니다. 만약 콘크리트로 재료를 선정했으면, 8층의 콘크리트가 20층의 콘크리트를 견딜 수 있느냐 결정을 반도체에서는 박막 엔지니어가 내리게 되죠. 박막을 쌓는데 어떤 박막을 쌓을 것인가 텅스텐, 구리 등 증착을 무엇으로 할 것인가를 층마다 정한답니다.

 

또한, 고층에 사람들도 화장실을 이용해야겠죠? 위에서부터 물이 흘러 어긋남이 없어야 맨 아랫 층까지 전달됩니다. 즉, 배관을 잘 맞춰서 공사를 해야 물이 잘 흐를 수 있죠. 반도체에서 리소그래피(포토 공정)에서 얼라인먼트(alignment)를 맞춰야 원하는 작은 크기의 패턴을 찍어 초집적회로를 쌓을 수 있습니다. 특히, 포토공정에서 각 층마다 여러 개의 마스크를 쓰기 때문에 얼라인먼트(alignment)는 정말 중요하답니다. 건물을 다 지었는데 물이 흐르지 못하고, 전기가 안 들어온다면 제 역할을 못하는 것이겠죠?

 

* 얼라인먼트(Alignment)란? 포토공정에서 전 단계에서 Wafer에 형성된 회로에 새로 만들 Mask의 회로를 정립시키는 작업을 말합니다. 판화를 찍을 때도, 한 도화지에 여러 개를 찍기 위해 위치 조정을 잘해야겠죠?

 

 

★ 책임님께서는 Photo팀은 어떠한 매력이 있어 지원하시게 되셨나요?

Photo팀은 연구개발, 공정 두 단어가 새로운 것을 창조해내는 부서라고 생각했습니다. Photo공정은 반도체에서 가장 선행 공정이기 때문에 창조적인 아이디어 도출과 기술 개발 능력이 매우 중요시 되는 부서 입니다. 항상 새로운 것을 창조해야 하는 업무로 인해 부담감과 스트레스를 받을 수도 있겠지만 논문 Review 와 특허 아이템 발굴을 통해 본인을 지속적으로 개발시키면서 더 성장 시킬 수 있는 조직이기 때문이죠.

 

★ 반도체 공정이 시작되고 완성되기까지 팀 별로 어떤 역할을 맡게 되나요?

다시 반도체를 건축에 비유해보면

안방, 서재, 화장실 인테리어 및 배치 설계팀

방 배치를 한 뒤에 전기나 수도가 정해진 공간에 적절하게 들어가서 제대로 동작하는 지 소자적, 전기적으로 확인 소자팀

현재 개발된 장비나 기술로 실현이 될지 안 될지 실험하고 판단 공정팀

이러한 실험을 먼저 하는 것이 포토팀의 임무입니다. 포토가 패터닝을 먼저 시뮬레이션 해보는데요. 즉, 이런 마스크를 만들 수 있는 지부터 시작해서 패터닝이 되는 지를 검사를 해야 그 후 반도체를 만드는 진행이 가능합니다.

* 패터닝(Pattenning)이란?

전자 기기에 여러 기능을 동작하기 위해서는 칩에 다양한 회로가 들어가는데요. 각각의 칩에 우리가 원하는 수천 수백만 개의 회로 소자들을 일일이 깎아서 만들 수는 없습니다. 그래서 '패턴공정'을 통해 기판 위에 회로를 만드는 과정을 해야 하는데요. 회로가 복잡하기 때문에 여러 번의 패턴공정을 반복합니다.

 

★ 다른 팀과 커뮤니케이션 할 일이 많으실 것 같은데요. 각 팀마다 업무상 중요시 하는 것들이 달라서 생기는 어려움을 어떻게 해결하시나요?

각 팀마다 업무 성질이 달라 대화의 주제도 다르죠. 양산팀은 마감일(due date)이 대화의 주제이고, 연구개발은 장기적으로 성과적으로 우수한 기술력 개발을 하는데요. 양산팀은 결과를 중시하고, 공정팀은 트렌드를 보고 제일 좋은 것을 발견하려고 하고, 설계팀은 제일 좋은 레이아웃을 중점으로 생각하고 있습니다. 그래서 대화를 자주할 수 있게끔 소자, 공정, 설계 팀들이 데일리 미팅을 가집니다.

 

★ 공대생으로서 미래를 선도할 차세대 반도체에 관심이 많은데요. Photo팀에서는 차세대 반도체에 대한 준비를 어떻게 하시나요?

차세대 반도체를 만들기 위해 포토팀은 미세 패터닝하여 제품을 만드는 것까지 연계해서 일을 해야 합니다. 그래서 모든 제품에 동일하게 작동을 하게 만들어야 하는데요. 경쟁이 치열하다 보니 극한의 한계가 점점 다가오고 있고 원가 경쟁력을 확보해야 살아남을 수 있죠. 패턴이 같고 크기도 같다면, 레이어(layer)를 하나 빼던지 공정을 단순화시킴으로써 이를 가능하게 합니다. 따라서 신기술이 많이 창조되는 곳이 리소그래피(포토공정)랍니다.

 

 

★ 연구 개발자가 되려고 하셨던 계기가 있으신가요?

대학생 때, SK하이닉스에서 인턴을 했었는데, 직접 와서 연구소를 보니 기술력도 높고, 창의적인 생각을 할 수 있는 업무 환경이 잘 되어 있어서 마음에 들었죠. 또 연구개발이라는 직무가 개선이라는 아이디어로 진행되는 것이 매력적이었습니다.

 

★ 연구 개발하면 ‘어떤 업무를 하면서 보낼까?’라는 궁금증을 가지고 있는데요. 연구 개발자의 하루를 소개해 주세요.

연구소 생활은 매일 매일에 대한 일이 정해져 있지 않아요. 한 프로젝트에 대해 어제 얼마만큼 했다면, 내일은 뭘 해야지 하면서 연속성을 가지게 됩니다. 실질적인 업무는 중간 중간 미팅을 통해 협의를 하고, 오후에는 하기로 했던 실험 아이템을 연구소에서 할 수 있도록 인프라 구축, 직접 측정하고, 트렌드 뽑아내고, 피드백 해서 결과에 대해 누가 어떤 일을 해야 되는 지 정리해서 과제를 주죠. 이렇게 연구원들은 하루 일과가 정해져 있지 않고 조금은 자유롭다고 생각할 수 있습니다. 대신 자신의 프로젝트에 대한 마감 기간에 얽매여 있는데요. 그래도 빨리 끝낸다면 그 기간을 앞 당길 수 있고 여유도 생기게 됩니다.

 

★ 연구 개발을 하시면서 한계를 만났을 때, 어떻게 대처하시는 지 궁금합니다.

업무에 대해 제가 한계에 부딪쳤다고 한다면, 당장 부딪친 한계를 먼저 돌파하려고 하겠죠. 제가 한계에 부딪쳤지만, 이것을 한 단계 낮추면 한계가 아니고 가능하다고 했을 때, 한 단계 낮추는 조건에서 설계, 소자, 공정팀을 모아서 이것을 해보았더니 현 수준에서 가장 합리적인 수준은 여기까지라고 제안합니다. 이 정도면 되는지에 대해 협의를 하고, 다른 사람의 도움을 받죠. 그래도 안 된다면, 다른 방법을 찾아야겠죠. 중요한 것은 하려고 하는 자세와 다른 분야와의 대화가 필요한 것 같아요.

 

★ 연구원으로서 보람을 느꼈던 것은?

내가 쓴 기술이 양산 엔지니어들이 처음 반신반의 했지만 결국 가능하게 해주었을 때 보람을 느낍니다. 이런 기술들로 장비도 개발하고, 재료도 개발하고, 공정 프로세스도 개발하고, 양산에서 피드백을 해줘서 양산하는 그 자체가 보람이죠. 연구원이 자기가 개발한 기술이 실제로 안정적으로 쓰이는 것. 바로 제가 열심히 노력한 만큼의 결과니까요.

 

 

★ 연구 개발을 꿈꾸는 이에게 선배로써 조언해주고 싶은 점이 있다면 어떤 점이 있을까요?

우선 자신이 뭘 만들고 싶고, 하고 싶은 지에 대해 큰 그림이 그려져야 해요. 너무 세세한 것까지 알고 있는 지, 없는 지를 확인하려면 어렵죠. 여행할 때도 어떤 골목을 특정하게 가야겠다는 것이 아니라 걷다 보니깐 그곳의 매력에 빠져서 아이디어도 생기고 그런 것이죠. 유럽을 가는 것이 좋은 것이지, 유럽의 어디까지 가겠다는 것은 빨리 지칠 수도 있습니다. 특히, 개발에 대한 부담이 없어야 합니다. 연구소라는 곳은 새로운 것을 만드는 것이잖아요. 새로운 것을 만드는 것에 대해 부담감을 느끼면, 어떤 개발을 하든 괴로울 거예요.

 

★ 최종 목표나 꿈이 있다면 무엇인가요?

직위에 대한 목표보다 직장의 구성원들이 어떻게 보면 가족보다 더 많은 시간을 지내요. 이렇게 계속 직장 생활을 화목하게 했으면 좋겠어요. 이런 조직에서 계속 일하는 것이 목표입니다. 제가 팀의 리더가 된다면, 이렇게 부여해 줄 수 있는 리더가 되는 것이 어쩌면 저의 최종 목표일 수 도 있겠군요.

 

★ 많은 실패에 아파하는 청춘들에게 한 말씀 부탁 드릴게요.

투명한 어항에 물만 담아 놓은 것이 청춘들이라고 생각하면 되겠네요. 예를 들어 직장생활에서 선배사원의 물감으로 파란색, 빨간색으로 어항의 색깔이 변할 수 있겠죠. 도전하는 청춘도 좋지만, 자신의 색깔을 만드는 것도 좋은 것 같아요. 자신만의 색깔을 가졌으면 좋겠어요. 투명색보다 어느 조직에 가건 그 조직에 맞는 색깔을 잘 만들 수 있을 거라 생각해요. 그래서 색깔을 모두 가지고 있어서 어항이 주어졌을 때, '이 조직은 빨간색이 더 어울리는데, 파란색이 어울리는데' 하면서 능동적으로 바뀌어야 좋겠죠. 다시 말하면, 자신의 색깔을 찾는 것. 고집하지 않고 계속 변화해가는 사람이 되었으면 좋겠어요.

 

반도체의 미래를 결정 짓는 포토팀에서 기술의 한계와 도전하고 있는 허중군 책임님이 해주신 반도체 공정과 연구 개발의 이야기를 들으면서 공정 그리고 연구에 대한 매력을 들을 수 있었고, 이 분야에 대해 좋아하는 마음과 열정도 느낄 수 있었습니다. 자신이 이루고 싶은 큰 목표를 세우고, 그 길을 걷다 보면 충분히 원하는 목표에 도달할 수 있게 된다는 말을 듣고 SK하이닉스 YOUNG 하이라이터도 많은 것을 배운 시간이었답니다. 꿈을 향해 도전하면서, 그리고 도전에 대해 실패도 하지만 그 실패를 경험 삼아 더 좋은 결과를 만들 수 있도록 여러분도 자신만의 색을 만들어 보세요! 꼭 여러분의 꿈을 이룰 수 있을 거에요. SK하이닉스 YOUNG 하이라이터는 여러분의 색을 만들 수 있도록 응원합니다.