半導体の一枚のウェハー上には、トランジスタや配線など数十億個の超小型電子部品が髪の毛の太さの数千分の1の水準で緻密に実装される。このうち不要な部分を精密に削って電気が流れる経路を作る工程が「エッチング（Etching）」である。この過程の精密度が半導体の性能と歩留まりを左右する。
19日、京畿道ヨンインの本社で会ったラムリサーチ コリアテクノロジーセンター（KTC）所属のプロセスエンジニア、イ・ミンジェ（41）博士は、エッチングエンジニアを「ナノ単位の彫刻家」に例えた。イ・ミンジェは「エッチングエンジニアはウェハー上の回路が実際に実装されるように不要な材料をナノメートル単位で除去する工程を開発する」と述べ、「ナノ単位の精密度だけでなく、同一の結果を反復実現しなければならない点で工程難度が非常に高い」と語った。回路形状がわずかにずれても電流の流れに問題が生じチップ全体の不良につながり得るため、エッチング工程は歩留まりを左右する核心段階とされる。
ラムリサーチは米国に本社を置くエッチング装置分野の世界首位企業で、サムスン電子やSKハイニックスなど主要半導体企業に装置を供給している。ラムリサーチは今年第1四半期の売上高が58億4,000万ドル（約8兆ウォン）となり、前年同期比24%成長した。
ラムリサーチは1989年に韓国へ進出して以降、製造・物流、トレーニング、研究開発（R&D）を網羅する拠点を構築してきており、2022年にヨンインに設立されたコリアテクノロジーセンター（KTC）は、顧客企業と共同で工程を開発・検証する核心研究開発（R&D）拠点として活用されている。これにより工程開発のスピードを従来比で2〜2.5倍引き上げた。
足元ではNANDフラッシュの積層が数百段以上へと高くなるにつれ、エッチング工程の難度は急激に上昇している。深く狭い構造を最下部まで垂直に貫く過程で、反応物質は下段まで到達しにくく、副産物は外部へ排出されにくい「輸送限界」が発生する。結局、工程性能はガスの導入、反応、副産物の除去をいかに精密に制御するかにかかっており、装置の制御能力が歩留まりを左右する。イ・ミンジェはこのような高難度環境でNAND積層構造を精密にエッチングする工程を開発・最適化する役割を担っている。
イ・ミンジェは「プラズマ、ガス反応、温度、時間の要素をミリセカンド単位で制御しなければならず、同一の結果を反復実現できる装置の安定性が核心競争力だ」と語った。
イ・ミンジェはソガン大学校化学生命工学科を卒業後、韓国科学技術院（KAIST）原子力および量子工学科で博士号を取得した。KAISTでナノ物質の合成と構造分析研究を行い、その後サムスン電子で半導体プロセスエンジニアとして勤務し量産の経験を積んだ。現在はラムリサーチでNANDエッチング工程の開発と歩留まり最適化を担当している。
チップメーカーと装置メーカーの双方を経験したイ・ミンジェは「顧客が重視する指標と工程リスクを理解しており、問題定義と実験設計がはるかに効率的だ」と述べ、「工程難度が高まるほど装置メーカーは単なる供給者ではなく共同開発パートナーとしての役割が拡大する」と語った。
半導体工程が微細化・積層化されるほど装置依存度は一段と高まる趨勢だ。工程難度が装置性能に直接的に左右される構造へと変わるにつれ、装置メーカーの技術力がそのまま歩留まり競争力へつながっている。イ・ミンジェは「工程が複雑になるほど装置依存度が高まらざるを得ない」とし、「装置メーカーの影響力も同様だ」と説明した。
続いてラムリサーチの組織文化について「エンジニアが工程開発に集中できるよう自律性が高く、フラットな雰囲気の中で迅速に意思決定が行われる」と述べ、「株式報酬など多様なリワード体系が整っており、動機づけとなる環境だ」と語った。以下はイ・ミンジェとの一問一答である。
― エッチングエンジニアはどのような役割を担う職務か。
「エッチングエンジニアはウェハー上に形成された回路パターンが実際の素子として実装されるように、不要な物質をナノメートル単位で精密に除去する工程を開発する。単に特定の構造を作るのではなく、数十億個に達する微細構造を同一の形状と品質で反復実装することが核心だ。これに向け、計測データと欠陥分析結果に基づき装置条件やガス組成、プラズマパラメーターを精密に制御し、工程の再現性と安定性を確保する。」
― NANDの積層が高くなるほどエッチングが「恐怖の工程」と呼ばれる理由は何か。
「高積層構造では反応物と副産物の移動が制限される『輸送限界』が最大の変数として作用する。反応物は構造の下段まで到達しにくく、エッチング過程で発生した副産物は外部へ排出されにくくなる。ここに微細な角度誤差が蓄積すると、下段構造で形状の歪みが大きく現れ得る。結局、深く狭い構造で垂直度と形状を最後まで維持しなければならない点が同時に求められ、こうした複合的な物理的制約がエッチング工程を一層難しくする。」
― ラムリサーチ装置の競争力はどこに由来するのか。
「極限の工程条件でも形状と均一度を維持できる精密制御能力が核心だ。プロセスウィンドウが極めて狭い環境では、プラズマ、ガス反応、温度、時間の要素をどれだけ精密かつ独立に制御できるかが結果の差を生む。また単一ウェハーでの性能だけでなく、多数のウェハーやロットでも同一の結果を反復実装できる安定性が重要な競争要素として作用する。」
― 歩留まり改善に成功した際の経験を説明してほしい。
「歩留まりが確保されなかった工程を改善する過程では、継続的な変数点検と条件最適化が反復される。こうした過程を経て目標水準の結果を確保した時には、長期にわたり蓄積した問題を解決したという点で高い達成感を覚える。特に納期内に工程を安定化した時の経験は、エンジニアとして重要な転機として作用する。」
― 30・40代エンジニアとしての目標は何か。
「半導体工程は個々の単位技術が全体の歩留まりと産業競争力へつながる構造を持つ。こうした環境で、担当する工程を安定的に量産へ定着させ、問題発生時に解決できる専門性を確保することが重要だ。個人的には、同僚と組織の双方から信頼されるエンジニアへ成長することを目標としている。」
― 専攻を越えて挑戦する後輩たちに助言するなら。
「専攻の違いはスタートラインの違いにすぎず、重要なのは問題を論理的に定義しデータに基づいて解決しようとする思考様式だ。新しい分野に入る際は基本原理を改めて学び、現場で発生する問題を段階的に解決していく過程が必要だ。完全な準備状態を待つよりも、学習と経験を並行しながら成長するアプローチが重要だ。」