웨이퍼 — 모래에서 둥근 판까지

칩을 만들려면 먼저 그림을 그릴 종이가 있어야 합니다. 그 종이가 웨이퍼입니다. 반도체 공장 사진에서 보는 은빛 둥근 판이 그것입니다.

출발은 모래입니다. 모래에서 규소를 뽑아내고, 불순물을 걷어 내기를 거듭해 아주 순수한 상태로 만듭니다. 여기서 요구하는 순도는 일상에서 쓰는 '깨끗하다'와 차원이 다릅니다. 원자 10억 개 중에 다른 원자가 하나 있어도 문제가 될 수 있습니다.

다음은 결정을 키우는 일입니다. 녹인 실리콘에 씨앗 결정을 담갔다가 천천히 돌리며 끌어올리면, 원자가 줄을 맞춰 붙으면서 굵은 기둥이 자랍니다. 이 방법을 초크랄스키법이라고 하고, 자란 기둥을 잉곳이라고 합니다.

잉곳을 얇게 썰고 표면을 거울처럼 갈면 웨이퍼가 됩니다. 요즘 주로 쓰는 것은 지름 300밀리미터짜리입니다. 판이 클수록 한 번에 더 많은 칩을 만들 수 있어 개당 값이 내려갑니다.

웨이퍼 한 장에는 같은 칩이 수백에서 수천 개 만들어집니다. 뒤에 나올 모든 공정은 이 한 장 위에서 한꺼번에 일어납니다.