앞공정 — 빛으로 그리고 깎기를 수백 번

앞공정은 웨이퍼 위에 실제 회로를 만드는 단계입니다. 한 층을 만드는 데 대략 네 가지 일이 되풀이됩니다. 막을 입히고, 그림을 새기고, 필요 없는 곳을 깎아 내고, 성질을 바꾸는 물질을 심는 일입니다.

핵심은 그림을 새기는 노광입니다. 웨이퍼에 빛에 반응하는 약을 바르고, 회로 모양이 그려진 유리판을 대고 빛을 쬡니다. 빛을 받은 자리와 안 받은 자리의 성질이 달라지므로, 약품으로 씻어 내면 회로 모양만 남습니다. 사진 인화와 원리가 같아서 포토 공정이라고도 부릅니다.

더 가는 선을 그리려면 더 짧은 파장의 빛이 필요합니다. 그래서 등장한 것이 극자외선(EUV)을 쓰는 노광기입니다. 이 기계는 네덜란드의 ASML이라는 회사가 사실상 혼자 만들고, 한 대 값이 수천억 원대입니다.

깎아 내는 일을 식각, 막을 입히는 일을 증착, 성질을 바꾸는 물질을 심는 일을 이온 주입이라고 합니다. 층 하나가 끝나면 표면을 평평하게 갈고 다음 층을 올립니다. 요즘 칩은 이 과정을 수백 번 되풀이하며, 완성까지 두세 달이 걸립니다.

뉴스에 나오는 '3나노', '2나노'가 이 단계의 세대 이름입니다. 다만 요즘의 나노 숫자는 실제 부품의 치수라기보다 세대를 가리키는 이름에 가깝습니다. 회사마다 재는 방식이 달라서 숫자만으로 곧장 비교하기는 어렵습니다.