현직자가 알려주는 반도체 공정기술, 공정개발 엔지니어 하는 일

반도체 공정기술 공정개발 직무 하는 일, 업무, 연봉

 

반도체 공정 엔지니어, 공정기술 엔지니어 하는 일

 

 

 

간단한 자기소개

 

안녕하세요 취업 도와주는 형 리시입니다.

 

저는 현재 반도체 장비회사에서 공정개발 직무로 3년차 재직중인 공정 엔지니어이며,

 

부업으로 티스토리 블로그에서 ' 취업 도와주는 공대 형 ' 시리즈를 운영하고 있습니다.

 

2학년까지 학점이 2.8이었으며, 휴학 1년을 포함하여 별 볼일 없는 스펙을 가지고 있었습니다.

 

남들보다 부족한 학점과 스펙에도 불구하고, 현재는 제가 하고싶었던 일인 공정 엔지니어로 취업을 성공했고

 

저와 같은 반도체 공정에 열정이 있는 학부생 또는 취업준비생들에게 도움을 주고자 이 시리즈를 운영하고 있습니다.

 

반도체 공정 엔지니어 하는 일

 

 

 

반도체 공정 엔지니어가 하는 일을 간단히 요약해보자면,

 

목표 생산량 또는 평가 목적에 따라 공정 계획을 수립하고 직접 공정을 진행시키며, 공정 후 계측 결과를 분석하여 의사결정을 하는 업무를 합니다.

 

설비 엔지니어 직무는 설비를 항시 사용 가능한 상태로 만들고, 유지 보수를 해주는 ' 설비 관리자 ' 포지션에 비유한다면.

 

공정 엔지니어 직무는 설비를 통해 원하는 공정 결과를 뽑아내는 ' 설비 사용자 ' 포지션이라고 할 수 있습니다.

 

공정 엔지니어 직무를 세부적으로 나눠보자면 크게 3개로 나눌 수 있습니다.

 

공정 기술 엔지니어 , 공정 개발 엔지니어 , 공정 설계 엔지니어

 

공정 설계 엔지니어에 대해서는 나중에 따로 다룰 계획이므로

 

오늘은 공정 기술 엔지니어, 개발 엔지니어의 직무적 차이점에 대해 조금 더 자세히 알아보겠습니다.

 

 

공정 기술 엔지니어 하는 일

 

 

 

공정 기술 엔지니어는 삼성전자의 공정 엔지니어 포지션을 말합니다.

 

SK 하이닉스 기준으로는 양산/기술 엔지니어에 해당합니다.

 

SK하이닉스의 양산/기술 엔지니어는 채용 후에 장비 기술 포지션과 공정 기술 포지션으로 나뉘어, 각자 업무가 세분화되지만 채용 시에는 양산/기술로 통합하여 채용합니다.

 

공정 기술 엔지니어의 핵심 업무는 양산 수율 관리와 양산 공정 중 issue 해결 업무입니다.

 

제조 파트에서 목표 생산량(제공량)이 내려오면 목표 제공량을 처리하기 위해 설비를 통해 공정을 진행시켜줘야 합니다.

 

FOUP에 25매 Wafer를 채워서 공정을 진행할 때, 이 FOUP 1개를 'LOT(랏)' 이라고 부릅니다.

 

목표 생산량을 맞출 수 있도록 양산 라인 설비에 해당 FOUP, LOT들을 분배해서 위치시키고 공정 레시피를 걸어주는 것을

 

' LOT(랏)을 뿌린다 ' 라고 이야기합니다.

 

양산 Field에 있는 공정 기술 엔지니어들이 가장 많이 하는 업무가 바로 이 LOT을 뿌리는 업무입니다.

 

그리고 공정 과정에서 문제가 발견되었을 때, Data를 통해 원인을 파악하고 필요하다면 전 후 공정 부서와 Contact도 해야합니다.

 

대표적으로 Particle Issue가 있습니다.

 

반도체 공정에서 Particle(파티클)은 불순물로 작용하여 반드시 소자 특성에 문제를 일으키기 때문에 수율 저하의 주범입니다.

 

이 파티클은 Particle Counter 라는 계측 장비를 통해서 Wafer 각 Postion에 Particle이 어떻게 분포되어있는지 알 수 있습니다.

 

Particle Map

 

 

한 LOT에서 갑자기 이러한 Particle이 다량 발생했다면, 어떤 원인에 의해 발생했는지 파악해야합니다.

 

Map 형태와 경시성을 분석하여 공정 조건에 의한 영향인지, 설비 Part 열화에 의한 영향인지, 혹은 전 공정의 영향인지 분석해서 Issue를 해결하는 역할을 하는 것이 공정 기술 엔지니어의 핵심 업무라고 할 수 있습니다.

 

 

 

 

공정 개발 엔지니어 하는 일

 

 

 

공정 개발 엔지니어 이름은 반도체 장비회사의 공정 엔지니어 포지션으로 가장 많이 불리는 이름입니다.

 

삼성전자의 경우 반도체 연구소의 공정 설계 엔지니어 포지션에 해당합니다.

 

공정 기술 엔지니어와의 가장 큰 차이점은 양산 관리 업무보다는 단일 공정 연구 개발에 더 치우쳐 있다는 점입니다.

 

공정 기술 엔지니어도 조건 평가와 공정 평가를 진행하긴 하지만, 이미 양산 단계에서 진행중인 레시피(조건)을 바꾸기는 쉽지 않습니다.

 

따라서 공정 Recipe의 조건을 바꿔서 평가하는 일은 흔하지 않습니다.

 

반면, 공정 개발 엔지니어의 Main 업무는 바로 이 Recipe를 직접 개발하는 일입니다.

 

해당 공정에서 Targeting하는 공정 결과를 만들어내기 위해서 어떤 조건에서 공정을 진행해야하는지 알아내는 것이 Main job 입니다.

 

CVD 공정을 예로 들면, 공정 설계 (PA) 직무에서 새로운 소자에 필요한 박막의 종류와 물성을 설계해줍니다.

 

공정 개발 엔지니어는 그 박막 Spec을 달성할 수 있는 공정 조건을 알아내야합니다.

 

이를 위해 수 많은 Split Test와 DOE Test를 걸쳐, Uniformity 또는 기계적 강도, Etch 저항성과 같은 물성 Spec을 달성해냅니다.

 

예를 들면, 다른 조건은 모두 같게 두고 RF-Power만 Split한다던지, Pressure를 Split 한다던지, 각 조건 별로 공정 결과가 어떻게 달라지는지 분석하여 원하는 결과를 얻기 위한 방법을 모색합니다.

 

공정 기술 엔지니어와 같이 공정 Issue를 다루는 업무를 하지만, 직접 레시피를 개발하느냐, 개발하지 않느냐에 가장 큰 차이가 있습니다.

 

 

공정 엔지니어 핵심 역량

 

 

 

공정 기술, 공정 개발 엔지니어 모두 공통적으로 공정 결과를 분석하고 공정 Issue를 해결하는 포지션입니다.

 

따라서 이 직무에서 가장 중요한 것은 공정 Data를 분석해서 공정 중 어떤 일이 일어났는지 추론하는 역량입니다.

 

해당 Issue가 발생했을 때, 가장 중요하게 봐야할 Data는 무엇인지,

 

정상 Data와 비교하기 위해 어떤 LOT의 Data와 비교해볼 것인지,

 

비교해서 차이점을 발견했다면, 챔버 내에서 어떤 메커니즘으로 인해 데이터 차이가 발생했는지?

 

혹시나 전 공정의 영향으로 인해 문제가 발생하진 않았는지,

 

분석을 해서 의심을 했다면 어떤 가설을 세울 것인지,

 

가설을 증명하기 위해서는 어떤 평가 계획을 세워야 하는지,

 

평가 계획을 어떤 설비에서 어떻게 진행할 것인지.

 

이런 의사 결정을 하는 포지션이기 때문에 문제 원인을 추론하는 역량과 계획을 적절히 수립하는 역량이 필요합니다.

 

 

예를 들어보겠습니다.

 

CVD 공정 중 Arcing Issue가 발생했습니다.

 

Arcing Issue는 PECVD 공정에서 양산과 평가 단계를 불문하고 가장 많이 발생하는 Issue 중 하나입니다.

 

Arcing 발생 원인을 찾기 위해 공정 엔지니어는 해당 LOT의 RF 계열 관련 데이터를 모두 수집합니다.

 

그리고 정상 진행되었던 LOT의 모집단 중 해당 Issue와 가장 비슷한 조건에서 진행했던 LOT을 선별합니다.

 

그리고 이 LOT들의 데이터들을 비교하여 어떤 점이 틀어졌는지 분석합니다.

 

분석을 통해 Chucking Volatge, Chuck Current 쪽에서 불안정한 데이터를 확인했습니다.

 

그럼 이러한 가설을 하나 세울 수 있겠죠,

 

' 혹시 도중에 Chuck이 제대로 작동하지 않고 풀어져서 웨이퍼가 흔들렸나? '

 

' 웨이퍼가 흔들려서 Arcing이 발생했나? '

 

이런 가설이 세워졌다면 이를 증명하기 위해 실험 조건을 설계합니다.

 

여러 변수를 테스트해볼 수 있겠지만, 가장 대표적으로 Chuck Voltage를 올려서 정말 Chuck이 제대로 되지 않아서 Issue가 발생한건지 검증해 볼 수 있겠죠.

 

이런식으로 가설을 세우고 검증하는 일을 반복합니다.

 

그러니 데이터 분석과 추론 역량이 필수적으로 필요합니다.

 

 

 

그렇다면 여러분은 어떻게 이 역량을 키울 수 있을까요?

 

 

 

 

직접적 경험과 간접적 경험이 있습니다.

 

가장 좋은 것은 직접적 경험입니다. 직접 실험을 진행해봐야합니다.

 

학부 연구생을 해보며 이런 가설과 검증 평가 경험을 많이 쌓아볼 수 있고,

 

공정 실습을 통해 여러 변수를 조절해가며 분석 경험을 쌓을 수 있습니다.

 

간접적 경험으로는, 이런 Issue들을 해결했던 타인의 경험을 내 것으로 만드는 것입니다.

 

제가 실무 멘토링, 또는 현직자와의 만남을 가장 중요시 여기는 이유 또한 여기에 있습니다.

 

다른 말로 실무 Case를 많이 접해보는 것이지요.

 

실무 Case를 많이 접해보고 분석했을 때, 아무리 간접적 경험이라도 그 해결 과정을 들여다보면 메커니즘이 크게 다르지 않습니다.

 

기출문제를 많이 풀어보면 풀어볼수록 해결 과정에 익숙해지듯, 간접, 직접적 경험에 관계없이 해결 과정을 많이 접하는 것은

 

결국 그 해결 방법을 제공하기 위한 인사이트와 역량을 키워냅니다.

 

문제를 해결했던 해당 지식이 중요한 것이 아닙니다.

 

신입사원을 뽑는 자리에서 Arcing이 어쩌구, 박막 물성을 어떻게 만들었고, Uniformity를 좋게 만들기 위해 무엇을 했고

 

이런 지식들이 중요할까요?

 

여러분 주변에 취업에 빠르게 성공한 사람들이 이런 지식을 갖고 있던가요?

 

이런 지식들은 보조 역할만 해줄 뿐입니다.

 

 

언제나 중요한 것은 공정 엔지니어로서 논리적 원인 추론을 할 수 있는 역량이 준비되어 있는가? 입니다.

어차피 여러분들이 어필해야하는 것은 지식이 아닙니다.

 

경험 중에서 했던 나의 생각, 나만의 해결 과정을 보여주며 역량을 증명하는 것이 목적입니다.

 

제가 멘토링과 직무 교육을 진행할 때 항상 강조하는 것이 있습니다.

 

Issue에 대한 메커니즘을 추론하는 것입니다.

 

이 메커니즘 추론 과정을 4~5번만 거치면 해당 공정이 어떻게 이루어지는지 자연스럽게 머릿속에 그려집니다.

 

Particle Issue의 실무 해결 과정을 여러번 접하고,

 

Uniformity 개선 사례를 5번만 보더라도

 

이러한 Issue들을 관통하는 공통적인 원인이 무엇인지 보입니다.

 

실무 역량이란 것은, 지식이 아닙니다.

 

어떤 Field, 어떤 공정에 던져져도 일을 잘할 것이라는 확신을 주기 위해서는 여러분의 생각 과정과 추론 과정을 보여주어야 합니다.

 

글이 길어졌네요, 오늘도 긴 글 읽어주셔서 감사합니다.

 

 

화이팅입니다!