반도체 8대 공정 1. 웨이퍼 제조
안녕하세요 ! 반도체 8대 공정에 대해서 자세하고, 쉽게 설명해드리려고 합니다!
반도체 8대 공정은 반도체 제조 과정을 구성하는 8가지 주요 단계를 의미합니다.
이 단계들은, 반도체 소자를 생산하고 미세한 회로 패턴을 만드는 데 필수 과정이며, 반도체 산업에서 핵심적인 역할을 한다고 볼 수 있습니다.
각 공정 과정은 아래와 같습니다.
웨이퍼 제조 > 산화 공정 > 포토 공정 > 식각 공정 > 박막 형성 및 불순물 주입 공정 > 금속배선 공정 > 검사 공정 > 포장 공정
웨이퍼 제조 공정
웨이퍼를 제조하기 위해선 원재료가 있어야 겠죠? 웨이퍼의 원재료는 실리콘인데요, 실리콘을 사용하는 이유는 다음과 같습니다.
전기적 특성
실리콘은 전기적으로 안정하고, 예측 가능한 특성을 가지고 있습니다. 그렇기 때문에 반도체 소자를 제어할 수 있고, 전기 신호를 신뢰성 있게 전달해 줍니다.
이런 이유로 웨이퍼 제조를 위해 실리콘을 사용합니다.
열 특성
실리콘은 또한, 고온에서 안정적으로 작동할 수 있는 열 특성을 가지고 있습니다.
그렇기 때문에 반도체 소자가 높은 온도에서도 성능을 유지할 수 있도록 도와줍니다.
가공 용이성
실리콘은 다른 물질보다 가공하기 쉬우며, 미세한 패턴과 회로를 제작하는 데 적합한 물질입니다.
화학적 안정성
실리콘은 다양한 환경에서 화학적으로 안정하게 작동합니다. 또한, 반도체 소자가 다양한 운영 환경에서 신뢰서 있게 사용될 수 있도록 도와줍니다.
비용의 효율성
실리콘은 타 물질보다 비교적 저렴하게 구할 수 있으며, 대량 생산을 해야 하는 웨이퍼를 만들기 위한 비용이 상대적으로 낮습니다.
표준화
실리콘 웨이퍼는 표준화된 크기와 특성을 가지고 있기 때문에 다양한 반도체 제조 업체가 호환성을 휴지할 수 있고, 효율적인 생산을 돕습니다.
웨이퍼 제조 9 단계
1. 실리콘 원료 선택
웨이퍼 제조는 위의 이유들과 같이 실리콘을 사용합니다.
원료로 사용되는 실리콘은 고순도이며, 실리콘 원판으로 (디스크 형태) 제작이 됩니다.
이 실리콘 원판은 규격에 따라 다양한 지름을 가질 수 있으며, 웨이퍼로 잘라집니다.
2. 절단과 연마
대량 생산을 위해 큰 실리콘 원판을 작은 웨이퍼로 절단합니다.
이후, 웨이퍼 표면을 정밀하게 연마하여 균일한 두께와 부드러운 표면을 얻습니다.
이 과정은 웨이퍼의 품질과 성능에 중요한 영향을 미치게 됩니다.
3. 화학적 세정
웨이퍼의 표면은 다양한 화학적 처리 단계를 거쳐 세정됩니다.
이 과정을 통해 먼지, 오염물질, 불순물을 제고하고 표면을 깨끗하게 만들어 줍니다.
4. 에피택시 층 성장 (Epitaxial Growth)
이 단계에서는 웨이퍼 표면에 얇은 에피택시 층을 성장시킵니다.
에피택시는 반도체 소자를 만들기 위한 반도체 소재라고 보시면 됩니다.
이 성장 조건인 온도, 압력, 기체를 정밀하게 조절하여 틍의 두께와 특성을 조절합니다.
5. 에피택시 층 제어
에피택시 층을 성장하는 동안 온도와 압력을 정밀하게 조절하여 층의 두께와 내부 구조를 제어하게 됩니다.
6. 무전극 층 형성
웨이퍼 표면에 원하는 회로와 패턴을 만들기 위해 무전극 층을 형성합니다.
이 과정은 미세한 회로를 정의하는 데 사용됩니다.
7. 무전극 층 제거
무전극 층을 제거하여, 원하는 패턴이 웨이퍼 표면에 만들어지게 됩니다.
8. 검사 & 품질 관리
위 과정을 통해 생산된 웨이퍼는 검사 과정을 거쳐 품질을 확인하게 됩니다.
불량품은 제외되고, 우수한 품질의 웨이퍼가 선택되는 과정입니다.
9. 패키징 및 배송
웨이퍼는 반도체 소자를 생성하기 위한 출발점으로 사용되며, 다음 단계에서 필요한 부품과 공정을 거쳐 실제 반도체 소자로 완성됩니다.
이러한 과정을 통해 웨이퍼가 생산이 되는데요, 이 과정들은 미세한 회로와 패턴을 만들고 다양한 반도체 소자를 생성하기 위한 기반이 됩니다.
다음 글에선 8대 공정 중 두번째 과정인 산화 공정 단계에 대해 설명드리도록 하겠습니다.