반도체 공정 8대공정 간단이해

반도체 공정

 

 

 

설계자가 반도체를 설계하고 난 후, 그 설계 정보를 담은 쿼츠 기판의 마스크에 넣는다. 이렇게 제작된 마스크와 웨이퍼를 이용해 fab 공정을 진행하고, 소자가 문제가 있는지 확인하기 위한 EDS(Electrical Dei Sorting)를 진행한다. 마지막으로 패키지와 테스트를 마치면 완성된다.

 

 

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반도체 산업은 어떤 공정을 진행하는지에 따라 크게 4가지로 나뉜다.

1) IDM : 종합 반도체 회사

2) Fabless : 반도체 설계 전문

3) Foundry : 설계를 토대로 반도체 생산 전문

4) OSTA : 반도체 패키징 및 검사

 

 

 

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이제 반도체 공정 과정

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1. 웨이퍼 제조 : Si 웨이퍼를 제조하는 공정

2. 포토 공정

: 설계자가 설계한 반도체 회로 정보를 담고 있는 마스크의 패턴을 PR이 도포되어 있는 웨이퍼에 전사시키는 공정

PR의 종류에는 두 가지가 있으며 positive PR은 노광된 부분이 develop되고 negative PR은 노광된 부분이 develop되지 않는다

3. 식각 공정

: 박막의 전부 또는 포토 공정에서 정의된 일부를 물리, 화학적 방법으로 제거하는 공정으로, 주로 반응성이 강한 할로겐 계열의 기체를 사용한다.

식각 종류에는 습식 식각과 건식 식각이 있으며, 식각제의 종류(액체/기체)가 다르기 때문에 각 방법의 특성이 다르다.

4. 박막 공정

: 박막을 증착시키는 공정 * 박막은 두께가 1um 이하의 막을 말한다.

주로 화학 기상 증착(CVD)와 물리 기상 증착(PVD)로 분류된다.

CVD 방식은 반도체, 절연체, 전도체까지 거의 모든 물질을 증착할 수 있고, PVD 방식은 주로 금속을 증착하는 용도로 사용된다.

5. 금속 배선 공정

: 반도체 소자에 전원을 공급하고 상호 신호 전자을 위한 목적으로, 금속 박막을 증착하고 패터닝하여 전극 또는 배선으로 사용하는 공정

6. 이온 주입 공정

: 3족 및 5족 도펀트를 높은 에너지의 이온화 상태로 웨이퍼 내에 주입시켜 반도체가 특정한 전지적인 특성을 갖도록 하는 공정 (도펀트의 농도를 조정하여 전기전도도/비저항 값을 정할 수 있다)

7. 산화 공정

: 실리콘을 물이나 산소와 반응시켜서 고체 상태의 SiO2를 얻는 공정

8. CMP 공정

: 물질의 표면에 화학적 변화를 주어 기계적 연마를 용이하게 함으로써 웨이퍼 상의 다양한 박막을 연마하여 웨이퍼 표면을 평탄화하거나 제거하는 공정 (화학적+기계적)

→ 후속 포토 공정 들의 공정 여유도 확보

9. 세정 공정

: 웨이퍼 표면의 이물질을 비롯하여, 금속 불순물, 유기 오염물 및 불필요한 박막 등의 원하지 않는 모든 불순물을 물리, 화학적 방법을 사용하여 제거하는 공정

세정 공정을 크게 습식 세정과 건식 세정으로 나뉘며, 현재 건식 세정을 주로 이용한다.

10. EDS (Electrical Die Sorting)

: 모든 공정이 끝난 후, 웨이퍼 내의 칩들의 기능을 평가/검사하여 양품과 불량퓸을 선별하는 단계

- 프로프 카드를 사용하여 웨이퍼와 컨택하고, 미리 설정한 테스트 프로그램으로 DC,AC 등으 기능을 검사한다.

- 불량 die는 패키지를 진행하지 않도록 잉크로 표시한다. (잉킹)

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11. 패키징 공정

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이렇게 반도체 기업 취업에 필수 준비 요건인 반도체 8대공정을 크게 정리해보았다. 아주 조그마한 반도체지만 모든 공정 하나하나가 전부 중요하다는 것을 다시 한번 깨달았다.