[디지털데일리 배태용기자] 반도체에서 식각(Etching)은 웨이퍼 위에 그려진 회로를 실제로 깎아내는 공정입니다. 설계도대로 필요 없는 부분을 제거하고 필요한 부분만 남겨 미세한 회로를 만드는 작업이라고 보시면 이해가 쉽습니다.

그런데 최근 2~3년 사이 이 식각 공정 안에서도 조구미출장샵용하지만 큰 변화가 진행되고 있습니다. 과거에는 실리콘 산화막처럼 전기가 통하지 않는 절연체를 깎는 식각이 중심이었다면 이제는 구리·텅스텐 같은 금속 배선을 깎는 전도체 식각 쪽이 시장의 성장과 기술 경쟁의 핵심으로 부상하고 있습니다. 특히 TSMC가 2나노(N2) 공정의 성능 향상 요인으로 'BEOL 금속 배선 개선'을 직접 언급하면서, 진짜 승부처는 배선 식각이라는 말까지 나오고 있습니다. 왜 이런 변화가 생겼는지 하나씩 짚어보겠습니다.

◆ 절연체 식각과 전도체 식각 무엇이 다른가

식각 공정은 크게 절연체 식각과 전도체 식각으로 나뉩니다. 절연체 식각은 말 그대로 전기가 통하지 않는 물질을 깎는 공정입니다. 실리콘 산화막(SiO₂) 같은 절연막을 정해진 패턴대로 제거해 트랜지스터 주변 구조를 만들거나 층과 층 사이를 나누는 층간 절연막을 가공할 때 활용됩니다.

반면 전도체 식각은 구리(Cu), 텅스텐(W), 알루미늄(Al)처럼 전기가 흐르는 금속 배선을 깎아 회로를 연결하는 과정입니다. 쉽게 말해 소자와 소자를 잇는 배선의 폭과 모양, 연결 구조를 실제로 구현하는 단계입니다.

지금까지의 미세화 경쟁에서는 트랜지스터, 즉 스위치 역할을 하는 소자의 성능이 더 중요하게 다뤄졌습니다. 그러다 보니 게이트 주변 절연막, 채널 구조, 소자 간 간격 등을 정교하게 다듬는 절연체 식각이 자연스럽게 공정 경쟁의 전면에 서게 됐습니다. 전도체 식각은 상대적으로 난이도가 낮은 공정으로 여겨지는 경우가 많았고 '중요하지만 주인공은 아니다' 정도의 위치에 머무는 경우가 적지 않았습니다.

상황은 AI 시대에 들어서면서 크게 달라졌습니다. 고성능 AI 칩 안에는 수백억 개의 트랜지스터가 들어가지만 이 트랜지스터는 혼자 일하지 않고 서로 엄청난 양의 데이터를 주고받으며 연산을 수행합니다. 이때 전체 속도를 제한하는 병목이 어디에서 생기느냐가 관건입니다.

예전에는 트랜지스터 하나의 성능이 전체 연산 속도를 좌우했습니다. 그러나 지금은 소자 하나의 성능보다 수십억 개의 소자를 얼마나 빠르게 연결할 수 있는지가 더 중요해지고 있습니다. 다시 말해 미세 트랜지스터 자체보다 이들을 이어주는 배선(Interconnect)이 더 큰 제약 요인이 된 것입니다.