반도체 8대 공정, 면접 필수 준비 내용!

안녕하세요.

두드림입니다 :-)

오늘은 반도체 8대 공정에 대해 알아보겠습니다.

반도체는 우리나라의 중요 먹거리입니다.

대표 기업으로는 삼성전자와 SK하이닉스가 있습니다.

경기가 안 좋은 요즘 반도체 관련 회사들마저 어려운 상태입니다.

하지만 앞으로의 미래를 봤을 때 그 가능성은 무한합니다.

이러한 반도체 공정의 기본이 되는 8대 공정에 대해서 알아보겠습니다.

반도체를 공부하는 분이라면 필수로 알아야하고 아니어도 상식으로 알고 있으면 좋은 내용입니다.

인텔에 권좌 반납ㆍTSMC에 추월 허용…반도체 코리아 '굴욕' | 연합뉴스

인텔에 권좌 반납ㆍTSMC에 추월 허용…반도체 코리아 '굴욕', 이승관기자, 산업뉴스 (송고시간 2019-10-28 06:11)

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반도체 8대 공정

웨이퍼 공정 (Wafer)
산화 공정 (Oxidation)
포토 공정 (Photo Lithography)
식각 공정 (Etching)
박막 공정 (Thin film)
금속 배선 공정 (Metallization)
EDS (Electrical Die Sorting)
패키징 (Packaging)

반도체 공정에는 위와 같은 순으로 8개의 공정이 있습니다.

이러한 공정을 8대 공정이라 말하고 이 과정을 통해 반도체가 만들어집니다.

그럼 이제 각 공정별로 자세하게 살펴보겠습니다.

① 웨이퍼 공정

웨이퍼 공정은 반도체를 만들기 위해 필수 재료인 기판을 만드는 공정입니다.

해당 공정은 '잉곳 만들기 → 절단 → 표면 연마 → 세척' 순으로 진행됩니다.

잉곳은 고순도 다결정 실리콘(Si)을 통해 얻습니다.

성장법으로는 CZ(Czochralski) 성장법과 FZ(Float zone) 성장법이 있습니다.

절단은 다이아몬드 톱을 사용하여 얇게 자르게 됩니다.

이때 웨이퍼의 두께가 얇고 지름이 클수록 제조원가가 줄게 됩니다.

절단 후에는 표면의 거칠기가 반도체 공정 시 영향을 줄 수 있어 연마과정을 거칩니다.

연마액과 연마 장비를 사용하여 웨이퍼의 표면을 매끄럽게 만듭니다.

② 산화 공정

산화 공정은 웨이퍼 포면을 산화시켜 산화막(SiO2)을 생성하는 공정입니다.

산화막 생성의 이유에는 확산 공정에서 보호막 역할 / 표면 보호 및 안정화 역할 / 표면의 전기적 절열 및 유전 역할 / 소자 간의 격리 역할 / 표면의 불순물 제거 역할이 있습니다.

이렇게 산화막 생성에는 다양한 이유가 있습니다.

산화 방식에는 건식과 습식 산화가 있습니다.

건식은 산소 기체와 반응으로, 습식은 산소와 수증기 반응으로 산화막을 형성하게 됩니다.

③ 포토 공정

포토 공정은 빛을 사용하여 웨이퍼 위에 패턴을 그리는 공정입니다.

웨이퍼 포면에 PR(Photo Resist)를 얇게 바르고 노광을 통해 패턴을 그립니다.

마지막으로 현상액을 통해 노광 된 영역과 그렇지 않은 영역을 선택적으로 제거합니다.

결과적으로 웨이퍼 위에는 PR로 패턴이 그려져 있게 됩니다.

④ 식각 공정

식각 공정은 포토 공정을 통해 만든 패턴을 사용하여 선택적으로 하부 막질을 제거하는 과정입니다.

식각 방법에는 건식(DRY)과 습식(WET)이 있습니다.

건식은 플라즈마를 주로 사용하고 습식은 부식액을 사용합니다.

기술 발전에 따라 까다롭고 비용이 많이 들지만 플라즈마를 사용하는 건식 식각을 주로 사용합니다.

⑤ 박막 공정

박막 공정은 반도체를 이루는 여러 층을 증착하는 공정입니다.

이때 각 층은 매우 얇게 생성되는데 이러한 층을 박막이라합니다.

증착 방법에는 화학적 기상 증착(CVD)와 물리적 기상 증착(PVD) 방법이 있습니다.

PVD공정는 주로 금속 박막 공정에 사용되며, 그 외의 박막은 대부분 CVD공정을 사용합니다.

⑥ 금속 배선 공정

금속 배선 공정은 이전 STEP들을 통해 만든 소자를 상호 연결하여 회로 기능을 갖추도록 하는 과정입니다.

회로의 패턴을 따라 전류가 흐르도록 금속으로 연결해주는 공정입니다.

소자들의 동작이 빠르게 진행되어야 하고 각 신호가 섞이면 안 됩니다.

반도체의 금속으로는 부착성이 좋은 알루미늄과 좁은 공간에도 형성이 가능한 텅스텐을 주로 사용합니다.

⑦ EDS 공정

EDS 공정은 이름처럼 웨이퍼 상태에서 여러 검사를 통해 CHIP들의 상태를 확인하는 과정입니다.

전기적 특성 검사를 통해 각 CHIP들이 일정 품질 수준 이상인지를 확인합니다.

EDS 공정이 중요한 이유는 해당 데이터를 통해 이전 공정이나 설계를 개선하게 됩니다.

⑧ 패키징

패키징은 검사가 끝난 CHIP들을 웨이퍼로부터 분리시키고 밀봉하는 과정입니다.

이 과정이 끝나면 평소 우리가 보던 완제품의 모습으로 출고되게 됩니다.

이렇게 8대 공정에 대해서 간단하게 알아봤습니다.

앞으로 각 공정에 대해서 더 자세하게 알아보겠습니다.

긴 글 읽어주셔서 감사합니다.

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