人工知能(AI)半導体の競争が激化し、半導体プロセスエンジニアが体感する技術難易度も急速に高まっている。とりわけ高帯域幅メモリー(HBM)や3D NANDフラッシュなど先端メモリーは構造が一段と深く複雑になるにつれ、エッチング工程の重要性が増している。
11日、京畿・ファソンのアプライドマテリアルズコリア本社で会ったイ・ドヨプ工程エンジニアは「最近、顧客企業が要求するプロファイル許容誤差基準が過去よりはるかに厳格になり、新しい素材が導入されるにつれて、これまで経験しなかった副産物と欠陥メカニズムも続けて登場している」と語った。
このエンジニアはハードウェアエンジニアとして約4年間勤務した後、プロセスエンジニアへ職務を転換し、最近はハニャン大学大学院電気工学科を卒業してプラズマ分野の専門性を高めた。現在、サムスン電子のメモリー半導体工程に適用されるエッチング装置「シム3(Sym3)」プラットフォームを担当し、フラッシュメモリーのエッチング工程を開発・最適化している。
彼は、先端工程であるほど個別装置の性能よりも全体工程を合わせて最適化するアプローチが重要になっていると診断した。アプライドマテリアルズは、エッチングだけでなく成膜、イオン注入、化学的機械研磨(CMP)、洗浄、計測・検査など半導体製造全般の装置ポートフォリオを基に、工程前後のステップを連携する統合材料ソリューション(IMS)を提供している。
米国シリコンバレーに本社を置くアプライドマテリアルズは世界最大の半導体製造装置企業で、韓国には約2000人の役職員がサムスン電子やSKハイニックスなどを対象に研究開発(R&D)と技術支援を担っている。以下、イ・ドヨプ工程エンジニアとの一問一答。
-ハードウェアエンジニアからプロセスエンジニアへ職務を移した理由は。
「ハードウェアエンジニアとして勤務し、装置の構造と動作原理、設備イシューを解決する経験を積んだ。その後、装置を越えて実際のチャンバー内でどのような物理・化学的反応が起きるのかをより深く理解したかった。工程理解と最適化の力量まで備えれば、エンジニアとしてより大きな価値を生み出せると判断した。」
-両方の職務を経験した強みは。
「問題が発生した際に設備と工程を併せて見られる点だ。設備の問題か、工程レシピやプラズマ条件の問題かを素早く判断でき、原因分析と問題解決のスピードが上がる。」
-大学院に進学した理由は。
「仕事と学業を両立する過程は容易ではなかったが、プロセスエンジニアとしてさらに成長したかった。プラズマは温度と圧力、ガス組成など小さな条件変化でも特性が大きく変わる複雑な分野だ。大学院でプラズマを深く学び、工程現象をより論理的に解釈できるようになり、工程開発の信頼性と正確性を高めるのに役立った。」
-現在担当している業務は。
「サムスン電子のメモリー半導体工程に適用されるエッチング装置『シム3(Sym3)』プラットフォームを担当している。フラッシュメモリー工程のうち一部のエッチング工程を開発し、最適化する役割を担っている。」
-シム3プラットフォームの差別化点は。
「近年の半導体は微細化と3D構造の拡大でますます深く複雑な構造を持つ。シム3プラットフォームはPVT(Pulse Voltage Technology)を適用し、プラズマをマイクロ秒単位で精密制御する。プラズマ内イオンの角度とエネルギーを独立に制御でき、高アスペクト比構造でも安定した垂直プロファイルの実現が可能だ。」
-アプライドマテリアルズならではの強みは。
「エッチングだけでなく成膜、CMP、洗浄、計測など半導体製造全般の工程ポートフォリオを備えている点だ。先端工程は単一工程だけでは解決しにくい課題がますます多くなっている。エッチングと成膜、洗浄、計測など複数工程を合わせて最適化するIMS(Integrated Materials Solution)を通じて、顧客企業の性能と歩留まりの向上を支援している。」
-最も印象に残るプロジェクトは。
「顧客企業の生産性を高めるためにエッチング速度を上げるプロジェクトを実行したことがある。工程条件を強化すると、長時間運転の過程でチャンバー内部に副産物が蓄積する問題が発生した。米国本社のエンジニアとともに原因を分析し、工程条件と洗浄工程を合わせて最適化して、生産性と歩留まりの両方を改善できた。」
-AI時代を現場でどう体感しているか。
「AI半導体の拡大でメモリーとロジック半導体の双方で微細化と3D構造への移行が一段と加速している。過去には前世代で蓄積した工程条件を次世代にも一部活用できたが、今は世代が変わるたびに新しいアプローチが必要だ。顧客企業の要求水準も一層厳格になり、新しい素材が適用されるにつれて、これまで経験しなかった副産物と欠陥も続けて登場している。経験だけで解決するというより、新しい問題を素早く理解し解決する能力が重要だ。」
-半導体エンジニアを志す就職準備生に助言するなら。
「最も重要な力量は論理力と問題解決能力だ。現象が発生した際に原因と結果の因果関係を分析できなければならない。単一工程だけを見るのではなく、全体の工程フローを理解する視点も必要だ。多様な部署のエンジニアと協業しなければならない分、コミュニケーション能力も重要だ。」