2020년 4월의 어느 날,

어느 반도체 기업의 직무면접을 보기 위해 면접장에 서있다.  

준비하고 공부한 내용을 수없이 머리에 되뇐다.

얼마의 시간이 흐른 걸까.

면접 진행요원의 안내에 따라 자리를 이동하였고 지시에 따라 3개의 키워드를 선정했다. 다행히 3개의 키워드 모두 낯설기보다 익숙함이 강하게 느껴졌다.

키워드: Vacuum, Scaling, 반도체 공정

이 세 개의 키워드 중 무슨 키워드를 선택할 것인가?

선택한 키워드 내 적힌 질문 내용을 확인하고 부지런하게 종이와 펜을 이용해 빈 공간을 채워나간다.

정해진 시간 내 주어진 질문에 대한 정답을 완벽하게 채우는 것은 결코 쉽지 않다.

만약 질문의 내용이 본인이 준비한 내용을 벗어난다면 오히려 절망에 사로 잡히기 십상이다.

반대로 본인이 이미 너무 잘 알고 있는 내용이라면 그 순간 자신감에 가득 차 잠시나마 합격을 꿈꾸는 것도 충분히 가능하다.

기업은 이윤 추구를 목표로 한다.

그 목표를 달성하기 위해 엔지니어는 수많은 시행착오를 거쳐 제품을 기획 및 개발한다. 또한 개발 완료된 제품을 양산에 이관하고 양산 과정에서 발생하는 수많은 문제를 해결한다. 정해진 날짜에 맞춰 제품이 출시되지 않으면 압박감은 이루 말할 수 없을 것이다.

이를 보다 폭넓게 생각하면 엔지니어로서 경험이 풍부한 면접관들은 이미 현업의 최적화가 완료된 상태이다. 그리고 면접시간은 정해져 있다. 정해진 시간 내에 수많은 면접자들 중에 같이 일하고 싶은 새로운 사람을 찾고 뽑는 것이다.

내가 현업의 경험을 바탕으로 다시 신입사원 면접을 본다면 조금은 다르게 면접을 임할 것이다.

1. 질문과 관련된 주요 내용을 키워드 중심으로 나열한다. (전체 내용 구상)

2. 두괄식으로 질문의 결론을 먼저 제시한다.

3. 설명하는 내용과 관련된 기본 이론을 간략하게 정의 및 정리한다.

4. 이를 도식화한다. 수식이나 핵심 키워드 중심으로 풀어낸다.

5. 현직 엔지니어 마인드로 접근해서 문제를 풀어낸다. (상황 가정)

6. 문제를 해당 회사의 제품이나 이슈로 연결해서 부연 설명한다. (관심도 표현)

+ 디테일의 중요성 

앞서 제시한 세 개의 키워드 중 'Vacuum'이라는 키워드의 질문을 바탕으로 면접을 진행하였다.

Q. Vacuum pump 종류 및 원리에 대해 아는 대로 설명하고 반도체에서 ultra high vacuum(UHV)가 필요한 이유를 설명하시오.

핵심 키워드: Vacuum 정의, Vacuum 분류, Vacuum pump 종류 및 원리, MFP, Conductance, Flow 종류, UHV가 필요한 물리적 & 화학적 이유

Vacuum은 대기압보다 낮은 정도를 뜻하며 쉽게 '진공'으로 표현합니다. 결과적으로 반도체 device 미세화(scaling)는 주요 반도체 개발 방향인데 이러한 미세 패턴을 정확하게 형성하기 위해 고진공을 활용한 다양한 공정은 필수적입니다. 그 이유는 아래와 같습니다.

진공은 Torr 기준으로  Low(대기압;760~1 Torr), Medium(1~10E-3 Torr), High(10E-3~10E-6 Torr), Ultra high vacuum(10E-6 Torr 이하)으로 분류하며 Medium vacuum 확보를 위해 Rotary pump를 사용하고 High vacuum은 Turbo molecular pump, Ultra high vacuum은 Ion pump, Cryopump 등을 활용합니다. Pumping 방식은 각각의 pump type에 따라 상이하지만 기체 압력 차이에 따라 pump 내로 particle을 보내 이를 흡착시키거나 배기시켜 진공을 형성하는 것은 동일합니다.

고진공은 반도체 device를 제작함에 있어 물리적, 화학적인 이유로 나누어 그 중요성을 말씀드릴 수 있습니다.

1) 물리적 이유
수많은 반도체 패턴 공정 중 극도로 얇은 Dielectric layer를 PVD공정을 통해 형성하는데 만약 증착하는 chamber가 고진공을 형성하지 않으면 Viscous flow 형성하고 mean free path가 극도로 짧아져 Sputtering 되어 나온 이온들끼리 수많은 충돌을 일으키는 반면 고진공 상태에서는 Molecular flow 형성으로 mean free path를 늘려 이온들 간 충돌 발생을 억제시키고 기판에 적정 수준의 bias를 인가하면 최종적으로 기판에 정확한 목표 두께의 막을 형성할 수 있습니다. (*mean free path(MFP)=T/P(2r)^2=Kna, P:Pressure, T: Temperature, r: Molecule size, a: pipe radius, Kn: Knudsen number)

또한 반도체 공정 중 Source/Drain 형성을 위해 Implant 공정으로 Si 기판에 B, P 등의 불순물을 주입합니다. B, P 불순물 주입 시 고진공 상태에서 진행하지 않으면 B, P 이온의 정확한 위치 및 양을 주입시키기 어렵습니다.

Vacuum 품질 및 Pumping speed 개선을 위해 Conductance 향상이 필요하며 molecular flow 경우 wide and short 포트를 사용하고, viscous flow 경우 narrow and long 포트를 사용합니다.

2) 화학적 이유
- 반도체 미세 패턴을 형성하는 과정에서 극 표면을 Cleaning 하고 후속 공정을 진행합니다. 만약 고진공이 아니라면 화학적 반응을 통해 극 표면을 깨끗하게 Cleaning 하더라도 chamber 내 다양한 particle이 극 표면으로 다시 쉽게 달라붙어 불균일한 막을 형성하고 roughness, void 등의 문제를 야기해 소자 특성을 저하시킵니다. 또한 by-product 형성은 후속 Thin film 증착 공정에서 adhesion을 약화시켜 delamination을 발생시킵니다.

Scaling, 반도체 공정 등 나머지 키워드에 대한 질문은 아래와 같다.

Q. 반도체 Scaling(미세화) 중요한 이유와 Scaling 위한 반도체 변화는 어떠한 것들이 있는지 설명하시오.

Q. 반도체 공정 중 Diffusion 공정은 무엇인지 설명하고 Diffusion 공정이 현재 쓰임새와 향 후 반도체 개발에 어떻게 적용 가능할지 설명하시오.

당신이라면 어떻게 면접관에게 답변할 것인가.

본인만의 경쟁력은 성패를 결정한다.

 





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