낸드플래시(NAND FLASH) 메모리 제품 양산 수율 90% 달성

[산업일보]
휴대용 저장장치(USB), 디지털카메라 등에 쓰이는 낸드플래시 메모리는 많은 반도체 업체가 생산하고 있어 제품 경쟁력 확보와 원가절감이 무엇보다 중요하다.

초기 낸드플래시는 좁은 저장 공간에 의한 간섭현상으로 불량률이 높은 것이 늘 문제로 지적받았다.

최근 코로나19로 인한 글로벌 반도체 공급망 균열이 우려되는 상황에서, 반도체 소재, 부품, 장비에 대한 국산화 필요성이 커지고 있다.

SK하이닉스㈜ 이인노 팀장은 이 문제를 해소하기 위해 기존 식각 공정을 플라즈마를 이용한 공정으로 전환해 불량률을 떨어뜨렸다. 이인노 TL은 1997년 ㈜SK하이닉스에 에칭공정 엔지니어로 입사해 디램 및 낸드플래시의 제품개발 및 양산이관 업무를 수행했다.

초기 낸드플래시 개발 시 용액을 이용한 Wet 에칭 방식 작업에 의해 정보저장장치(플로팅게이트) 손상이 큰 문제로 부각됐다. 이 문제점을 개선하고자 플라즈마를 이용한 Dry 에칭 프로세스를 개발했고, 이를 통해 정보저장장치 손상을 개선하고 공정수를 크게 줄일 수 있었다. 이 때 정립한 프로세스는 2D 낸드플래시 생산 종료 시점까지 활용됐다.

3D 낸드플래시 초기 양산 시 웨이퍼 외곽에서 다양한 패턴 불량이 발생하면서 50% 이하 수율을 기록해 생산성을 확보하지 못하는 위기에 직면했다.

공정관리 팀장이었던 이인노 TL은 분석 전문가와 엔지니어들을 소집해 이 문제가 복합적인 불량에서 기인함을 밝혀내었다. 그리고 레이아웃을 최적화하면서 노광 및 에칭공정을 재점검하는 등 전방위적인 개선작업에 돌입했다. 결국 양산 이관 6개월만에 수율을 90% 이상 수준으로 끌어올려 생산성을 확보해내었다.

이같은 경험은 적층수가 많아지고, 난이도가 올라가는 이후 제품에서도 생산 수율 90% 이상을 확보하는 데 큰 도움이 됐고, SK하이닉스 3D 낸드플래시 경쟁력을 한 단계 끌어올리는 데 주요한 역할을 했다.

이인노 TL은 반도체 원가 절감에 앞장설 뿐 아니라, 중소기업에 기술 노하우를 공유하는 등 중소기업 경쟁력 강화에도 이바지해 중소기업, 대기업이 상생할 수 있는 반도체 생태계 조성에 기여할 예정이다.

한편, 과학기술정보통신부와 한국산업기술진흥협회는 대한민국 엔지니어상 6월 대기업 수상자로 SK하이닉스㈜ 이인노 팀장을 선정했다.

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