반도체 회사에는 어떤 직무가 있을까 ? (2) (feat. 공정, 그리고 기타 부서)

 

반도체 회사 엔지니어 직무소개

 

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들어가며

 
반도체 직무 이야기를 한 번 더 해 볼까 합니다. 지난 포스팅에서 반도체가 만들어지는 과정과 각 영역별 직무 중 설계와 소자 엔지니어의 역할에 대해서 간략하게 설명을 했었지요. 오늘은 반도체가 실물로 제조되는 과정인 공정 엔지니어의 직무와, 이를 지원하는 소자 PI 엔지니어의 직무에 대해서 설명해 보려고 합니다.
 
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반도체가 실제로 제조되는 과정에 관여하는 엔지니어들

 

1. 단위공정을 총괄하고 지원하는 소자 PI 엔지니어

 
설계도에 따라 그려진 패턴에 따라 실물 반도체가 만들어지기 위해서는, PI (Process Integration) 엔지니어와 각 단위공정 엔지니어가 정확하게 협업을 해야 합니다. PI 엔지니어는 회사에 따라서 소자 직무로 분류되기도 하고 공정 직무로 분류되기도 하는 것 같습니다.
 
어쨌든 PI 엔지니어는 전기적인 특성을 책임지는 소자와 실물을 제조하는 공정 엔지니어 사이에서 업무를 조율하고 전체 제조공정을 관리하며 불량을 개선하는 역할을 총괄하는 핵심 조직입니다. 이 과정에서 공정 엔지니어들과 긴밀하게 소통해서, 어느 단위공정에서 어떤 액션을 해 주어야 하는지를 정확하게 전달하는 역할을 합니다.
 

2. 각 단위 공정을 진행하는 전문가인 공정 엔지니어

 
공정은 소자에서 설계한 공정 순서에 따라, 각 전문 분야별로 단위 공정을 맡아 진행합니다. 세부적인 공정 조건을 결정하고, 모양을 만들어 내는 것은 공정 엔지니어의 몫이지요. 설계도에 따라 제작된 마스크 패턴을 웨이퍼상에 찍어 내는 포토 공정, 패턴에 따라 웨이퍼 상의 물질을 선택적으로 깎아 내는 식각(에치)공정, 불순물을 세정하는 세정공정, 그리고 평탄화 공정, 박막을 쌓아 올리는 박막 공정 등이 있습니다.
 
공정 엔지니어의 중요한 역할은, 자기가 맡은 단위공정에서 소자가 제시한 물리적인 모양이 정확히 구현될 수 있도록 단위 공정의 세부조건을 정확히 결정해 주는 것입니다. 예를 들어 포토 공정은, 마스크의 패턴을 정확하게 웨이퍼 위에 찍어 내기 위해서, 어느 정도의 빛을 어느 정도의 시간까지 쬐어 주어야 하는지를 실험을 통해 결정해 주어야 하는 것이지요.
 
또 다른 예로서, 세정공정은, 웨이퍼상의 티끌이나 불순물을 제거하기 위해서, 어떤 화학 용액을 사용해서, 어느 정도의 시간 동안, 어느 정도의 온도에서 세정 공정을 진행할 것인지를 결정해 주는 역할을 맡는 방식입니다.
 
각 단위 공정마다 정확하고 일관된 결과물을 만들어 내기 위해서 세부적인 공정 조건들을 만들기 위해 공정 엔지니어는 화학적 / 물리적으로 전문가가 되어야 하고, 장비의 작동 원리와 능력치에 대해서도 정통해야 합니다. 그래야 불량 없이 웨이퍼 전면에 걸쳐 고르고 균일한 결과물을 내 놓을 수 있겠지요.
 

3. 테스트, 불량분석, 피드백... 힘겨운 과정

 
웨이퍼가 다 만들어지고 나면, 전기적으로 원하는 동작을 정확히 할 수 있는지 평가하느나 테스트 과정ㅇ을 거치게 됩니다. 이 과정에서 많은 불량들이 발견되고, 불량의 이유가 무엇인지를 검증하는 불량분석 과정을 거치게 됩니다.
 
이를 위해 소자 내에 불량분석 부서는, 전기적인 특성에서 이상이 발생한 곳의 거동을 잘 살피고, 필요한 경우 전자현미경 사진을 찍기도 해서, 어떤 단위공정에서 문제가 생긴 것인지를 증명해 주어야 합니다. 이렇게 검증된 가설에 따라서, 단위 공정 엔지니어에게 피드백을 주는 것이고, 공정 엔지니어는 자기가 맡은 단위공정을 개선해서 웨이퍼의 품질을 올리는 작업을 해야 하는 것이지요.
 

 
이 과정은 매우 복잡하고 어려운 과정입니다. 이 과정에서 논쟁도 많이 일어나고, 많은 시간이 소요되기도 합니다. 불량 개선이라는 것은, 오랜 경험과 실력이 축적되어 있어야 하고, 노하우가 많이 있어야 하는 분야입니다. 그래야 개선 시간을 단축시킬 수 있기 때문에, 오랜 업력을 가진 회사일수록 절대적으로 유리할 수밖에 없는 구조가 될 것 같습니다.
 
만들어진 웨이퍼는 패키지 공정을 거쳐서, 실제 보드에 실장할 수 있는 형태로 만들어지게 됩니다. 이 과정에서도 새로운 불량들이 발생할 수 있고, 여기에서도 수많은 피드백과 개선 활동이 이루어지게 되겠지요.
 

4. 이외에도 여러 부서들이 협업해서 돌아갑니다.

 
반도체 회사의 업무 프로세스에 대해서 간단하게 살펴 보았습니다. 제가 알고 있는 영역 내에서 간단하게 설명한 것이고, 실제로 이 외에도 수율을 올리기 위한 전문 부서도 있고, 공장(팹)이 원활하게 돌아가도록 운영하는 부서도 있습니다. 고객과 대응하는 기술지원, 마케팅 부서도 있고, 여러 회사에 공통적으로 있는 인사 / 재무 / 회계 부서도 존재하지요.
 

마치며

 
어떤 회사나 마찬가지겠지만, 반도체를 비롯해서 고도화된 산업 분야에서 활동하는 회사들은, 각자의 영역에서 고도로 전문화된 역량이 필요하기 때문에 지극히 세부적으로 분업화된 업무 구조를 가지게 됩니다.
 
그래서 기본적으로 자기 분야를 깊게 파는 것이 가장 중요하고, 그만큼 또 협업이 중시되기 때문에 전방 / 후방 부서의 업무에 대해서도 꽤 많이 알고 있어야 하는 요구사항이 있습니다. 그런 의미에서 반도체 회사는, 타 부서 사람들과의 정확한 협업과 의사소통이 조직 역량의 절반 이상을 차지한다고 보아도 무방하다고 생각이 됩니다.
 
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