[인생맛칩 Ep.9] 손톱만한 반도체 칩에 들어 있는 초고층 빌딩 80억 개에 페인트칠 하기? 엄청난 난이도의 디퓨전 공정 알아보기

‘디퓨전(diffusion)’은 사전적 의미로는 원자나 분자가 농도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하는 현상을 뜻합니다. 반도체 8대 공정 중에도 이러한 원리를 활용한 디퓨전 공정이 있는데요. 다소 생소하고 복잡한 이 공정의 개념을 설명하기 위해 삼성전자 반도체 메모리Diffusion기술팀에서 22년간 디퓨전 공정 외길을 걸어온 임영철 님이 나섰습니다.

반도체 칩 안에서는 수많은 데이터가 이동합니다. 이를 원활히 수행하기 위해서는 칩 안에 존재하는 데이터의 이동 통로를 보호하고, 데이터를 저장하고 연산하는 성능에 문제가 없도록 칩 안의 이곳저곳에 얇디얇은 막이 필요한데요. 디퓨전은 이러한 ‘막질’을 만드는 매우 중요한 공정입니다. 특히 삼성전자 반도체는 디퓨전 공정과 설비 기술을 계속해서 진화시켜, 가스나 케미컬 등을 활용해 초박막의 막질을 ‘쌓아 나가는(증착하는)’ 기술에 집중하고 있습니다.

그렇게 웨이퍼에 막질을 쌓는 공정은 얼마나 어려운 것일까요? 먼저 두바이에 있는 초고층 빌딩 ‘부르즈 칼리파’를 떠올려 보세요. 그것보다 약 5배 높은 빌딩 80억 개가 반도체 칩 하나에 모여 있다*면, 대략 가늠이 되시나요? 디퓨전 공정은 이 80억 개의 빌딩 외벽을 아주 얇고 동일한 두께로 페인트 칠을 하는 것에 비유될 수 있습니다. 상당히 고난도의 기술임을 알 수 있겠죠?

* 10나노급 반도체 기준

우리의 삶을 윤택하게 해주는 반도체, 그 속에 숨은 수많은 이야기를 파헤치는 ‘인생맛칩’ 아홉 번째 에피소드. 기술로 한계를 극복하고 웨이퍼를 맛깔나게 요리하고 있는 디퓨전 공정을 영상에서 자세히 알아볼까요?