클린룸은 속삭이는 소리와 기계의 숨결 사이 어딘가에서 조용히 작동합니다.
내부의 모든 것이 고요해 보이지만 그 속의 원자는 한 층씩 움직이고 있습니다.
층은 여과된 빛 아래에서 빛납니다.
그 공기 어딘가에서 칩이 탄생하고 있습니다.
반도체 제조는 단순히 무언가를 더 작게 만드는 것이 아니라 공정 제어의 한계에 도전하는 것입니다.
모든 패턴, 모든 층, 모든 에칭된 선은 어떤 면에서 물리학과의 협상입니다.
리소그래피 기법
리소그래피는 실리콘에 아이디어를 그려내는 방법입니다.
빛은 마스크를 통해 패턴을 전달하고 축소하여 감광층으로 연소합니다.
파장이 작을수록 선이 미세해집니다.
그렇기 때문에 엔지니어들은 깊은 자외선에서 극자외선으로 이동하여 빛을 원자 규모의 규칙에 맞추기 위해 빛을 구부렸습니다.
웨이퍼 한 장당 보이지 않는 정밀도로 정렬된 수십 번의 노출을 겪을 수 있습니다.
이 기계는 한때 공장보다 비용이 많이 들었지만 그만한 가치가 있습니다.
이 기술의 정밀성은 한 세대에서 '작은'이라는 것이 무엇을 의미하는지 정의합니다.
사람들이 7나노미터, 3나노미터라고 말할 때, 빛이 부서지기 전까지 얼마나 멀리 밀어냈는지 알 수 있습니다.
에칭 프로세스
원하는 모양대로 물질이 제거되면 빛이 제거됩니다.
에칭은 리소그래피가 그리는 패턴만 조각하는 방식입니다.
에칭은 절단이 아니라 설득입니다.
기체는 노출된 표면과 반응하여 원자를 한 층씩 벗겨냅니다.
요령은 필요한 것을 가져다가 다른 모든 것을 그대로 두는 것입니다.
너무 많으면 웨이퍼에 상처를 입힙니다.
너무 적고 디자인이 흐려집니다.
플라즈마 에칭이 해답이 되었습니다.
이는 빠르고, 깔끔하고, 제어 가능합니다.
챔버 내부의 전기장은 외과의사가 메스를 안내하는 것과 같은 이온을 안내합니다.
그 결과 육안으로는 보이지 않지만 전류가 흐르는 방식, 메모리가 유지되는 방식, 칩이 숨 쉬는 방식 등을 형성합니다.
에칭은 차갑지만 긴장감이 가득하고 혼돈에 대한 정밀도가 높습니다.
원자층 증착
증착은 에칭의 반대 개념으로, 제거가 아닌 생성의 과정입니다.
원자층 증착(ALD)은 웨이퍼에 한 번에 하나의 분자를 공급하여 작동합니다.
각 사이클은 완벽하게 예측할 수 있는 단일 원자층을 추가합니다.
느리고, 때로는 고통스러울 정도로 느리지만 그 어느 것도 그 수준의 제어를 달성하지 못합니다.
엔지니어들은 이를 사용하여 고유전율, 장벽 금속 또는 정확히 맞아야 하는 모든 것을 코팅합니다.
ALD 공정을 보면 시간이 느려진 것처럼 느껴집니다.
각 펄스, 각 화학 반응은 눈에 보이지 않지만 중요합니다.
마치 원자로 대성당을 그리는 것처럼 비현실적으로 느껴지는 정밀도입니다.
실리콘이 다시 빛날 때까지 패턴을 쌓고, 구멍을 파고, 표면을 연마하는 등 전체 과정이 수백 번 반복됩니다.
반복적이고 지치고, 약간 철학적입니다.
하나의 웨이퍼 뒤에는 또 다른 웨이퍼가 기다리고 있을 뿐입니다.
그럼에도 불구하고 사람들은 묵묵히 반복합니다.
기계를 조정하고, 데이터를 확인하고, 시뮬레이션을 실행하고, 오류를 지우고, 다시 시작합니다.
완벽에 관한 것이 아니라 추격전에 관한 것입니다.
플라즈마와 빛의 소음 속 어딘가에는 포기하지 않는 작은 인간의 심장 박동이 있습니다.
속도도, 규모도, 보이지 않는 것을 만들고 발전이라고 부르는 조용한 끈기, 바로 그런 가치가 있는 작품이기 때문입니다.