반도체/반도체 기본 원리

반도체 8대 공정

동방불패♡ 2024. 2. 16. 20:54

1. 웨이퍼 제조

우리가 주위에서 흔희 볼 수 있는 모래를 고순도로 정제하여 만든다. 모래를 뜨거운 열로 녹여 순도 높은 실리콘 용액을 굳히면 잉곳이라는 실리콘 기둥이 완성된다.

잉곳을 얇게 슬라이스하여 잘라내면 여러 장의 웨이퍼가 나오게 된다. 절단한 웨이퍼의 표면은 거칠지만, 세밀한 회로가 그려질 수 있도록 갈아내는 과정이 필요하다.

2. 산화공정

얇게 잘린 웨이퍼는 아직 전기가 통하지 않는 부도체 상태이기 때문에 반도체 성질을 가질 수 있도록 하는 작업이 필요하다. 그러기 위해서는 먼저 산화 공정을 진행한다.

웨이퍼 표면에 산소나 수증기를 뿌려줘 이런 산화막을 형성한다. 이 산화막은 반도체 제조 과정에서 웨이퍼 표면을 보호하고 앞으로 그려지게 될 회로와 회로 사이에 우선적 전류가 흐르는 것도 막아준다. 일종의 든든한 보호막이 생기는 것다. 

3. 포토공정

웨이퍼 위에 반도체 제조를 위해 설계된 회로를 그려내는 작업이 필요한데, 설계된 회로도가 마스크이다. 

마스크는 컴퓨터로 그려진 패턴이 담긴 유리판을 말하는데, 마스크의 로드를 웨이퍼 위에 올리고, 사진합성에서 사용하는 감광 액을 얇고 균일하게 도포한다.

그 후, 회로 패턴이 담긴 마스크로 빛을 보내면, 웨이퍼 표면에 회로도가 그대로 찍히게 된다.

4. 식각공정

회로 패턴 외에 필요없는 부분을 제거해 줘야한다.

웨이퍼의 불필요한 부분을 선택적으로 제거하면서, 반도체 회로 패턴을 만들어준다.

이 과정에서 선택적으로 부식 액체나 기체를 사용합니다. 이를 통해 웨이퍼에 필요한 회로 패턴을 만든다.

5. 증착&이온주입 공정

증착은 웨이퍼 위에 아주 얇은 박막을 입히는 과정이다.

반도체 칩의 전기적인 성질을 갖게 하기 위해 이온 주입 공정이 필요하다.

6. 금속 배선 공정

금속 배선 공정을 통해 전기가 잘 통할 수 있도록 금속 재료를 이용한 얇은 금속 막을 정착하여 전기가 유도된다.

7. EDS 공정

이렇게 제조된 반도체 칩은 EDS 검사를 통해 각각의 칩들이 원하는 품질 수준에 도달했는지 검사한다. 양품인지 불량품인지 판단하는 단계이다. 

8. 패키징 공정

완성된 반도체 칩이 전자기기에 연결할 수 있도록 외부환경(온도, 불순물, 충격 등)으로부터 보호를 위해 포장하는 단계이다.

 

※ 참고자료

(2) '삼성전자'가 참 쉽게 알려주는 '반도체 8대공정' | 반도체 백과사전 EP.6 반도체 공정 편 - YouTube

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