반도체 8대 공정 정리

문서 내 토픽

• 1. 웨이퍼 제조

  반도체 웨이퍼 제조 공정은 다결정 실리콘을 석영 도가니에 채워 넣는 폴리실리콘 스태킹 공정부터 시작하여, 잉곳 성장, 와이어 쏘잉, 에지 그라인딩, 래핑, 식각, 폴리싱 등 총 15개의 세부 공정으로 이루어져 있다. 이 과정을 통해 실리콘 웨이퍼를 제조하고 청정도와 평탄도를 확보한다.

• 2. 산화 공정

  산화 공정은 실리콘 웨이퍼 표면에 산화막을 형성하는 공정으로, 열산화 방식과 화학적 증착 방식이 있다. 열산화 공정은 웨이퍼 클리닝, 열산화, 두께 검사 등의 단계로 진행된다. 산화막은 소자 간 절연, 게이트 절연막, 마스크 층, 유전체 등 다양한 용도로 사용된다.

• 3. 포토 공정

  포토 공정은 회로 패턴을 웨이퍼에 그려 넣는 중요한 공정으로, 웨이퍼 준비, 감광액 도포, 소프트 베이크, 노광, 현상 등 7개의 세부 공정으로 구성된다. 포토 공정에서는 감광액의 특성과 노광 방식에 따라 미세 패턴 형성이 가능하다. 최근 멀티 패터닝 기술 발전으로 더욱 미세한 패턴 구현이 가능해졌다.

• 4. 증착 공정

  증착 공정은 웨이퍼 위에 특정 물질을 분자 또는 원자 단위로 일정한 두께로 입히는 공정이다. 물리적 기상 증착(PVD)과 화학적 기상 증착(CVD) 방식이 주로 사용된다. CVD 공정은 가스의 화학 반응을 이용하여 증착하는 방식으로 간단하고 선택비가 높은 장점이 있다.

• 5. 이온 주입 공정

  이온 주입 공정은 반도체 소자에 불순물을 주입하여 반도체 특성을 부여하는 공정이다. 열확산 방식과 이온 주입 방식이 있는데, 이온 주입 방식은 이온을 가속하여 웨이퍼에 주입하는 방식으로 정밀한 도핑이 가능하다. 하지만 실리콘 격자 구조가 파괴되어 어닐링 공정이 필요하다.

• 6. 식각 공정

  식각 공정은 웨이퍼 위에 형성된 박막의 일부 또는 전부를 제거하는 공정이다. 습식 식각과 건식 식각 방식이 있으며, 식각 선택비와 등방성/이방성 등의 특성이 중요하다. 포토 공정 이후 PR로 보호되지 않은 영역을 제거하는 데 사용된다.

• 7. 금속 배선 공정

  금속 배선 공정은 다양한 소자를 전기적으로 연결하는 공정으로, 낮은 전기 저항, 우수한 부착성, 열/화학적 안정성 등의 특성이 요구된다. 최근 3D 공정 발전으로 수직 배선 기술의 중요성이 높아지고 있다. 배선 저항과 용량, 발열 특성이 중요한 고려 사항이다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

• 1. 웨이퍼 제조

  웨이퍼 제조는 반도체 산업의 핵심 공정 중 하나입니다. 실리콘 잉곳을 성장시켜 웨이퍼를 만드는 과정은 매우 정밀하고 복잡합니다. 웨이퍼의 품질과 균일성은 후속 공정에 큰 영향을 미치므로, 웨이퍼 제조 공정의 최적화와 자동화가 중요합니다. 또한 웨이퍼 표면의 결함을 최소화하고 표면 상태를 정밀하게 제어하는 기술이 필요합니다. 이를 통해 고성능, 고신뢰성의 반도체 소자를 생산할 수 있습니다.

• 2. 산화 공정

  반도체 소자에서 산화막은 매우 중요한 역할을 합니다. 산화 공정은 웨이퍼 표면에 산화막을 형성하는 공정으로, 게이트 절연막, 패시베이션막 등 다양한 용도로 사용됩니다. 산화 공정의 정밀한 제어를 통해 산화막의 두께, 균일성, 결함 밀도 등을 최적화할 수 있습니다. 이는 소자의 신뢰성과 성능에 직접적인 영향을 미치므로, 산화 공정의 정밀한 제어 기술 개발이 매우 중요합니다. 또한 새로운 산화막 재료와 공정 기술 개발도 지속적으로 이루어져야 할 것입니다.

• 3. 포토 공정

  포토 공정은 반도체 소자 제조에서 핵심적인 역할을 합니다. 포토레지스트 도포, 노광, 현상 등의 단계를 통해 웨이퍼 표면에 미세한 패턴을 형성하는 공정입니다. 포토 공정의 해상도와 정밀도는 소자의 집적도와 성능에 직접적인 영향을 미치므로, 이를 향상시키기 위한 기술 개발이 지속적으로 이루어지고 있습니다. 특히 극자외선(EUV) 노광 기술, 3D 패터닝 기술 등 차세대 포토 공정 기술의 발전이 중요합니다. 또한 공정 자동화와 모니터링 기술 향상을 통해 생산성과 수율을 높이는 것도 중요한 과제입니다.

• 4. 증착 공정

  반도체 소자 제조에서 증착 공정은 다양한 박막을 형성하는 핵심 공정입니다. 물리증착(PVD)과 화학증착(CVD) 등의 기술을 통해 금속, 절연체, 반도체 등의 박막을 웨이퍼 표면에 증착합니다. 증착 공정의 정밀한 제어를 통해 박막의 두께, 조성, 결정성 등을 최적화할 수 있습니다. 이는 소자의 전기적, 물리적 특성에 직접적인 영향을 미치므로 매우 중요합니다. 또한 새로운 증착 기술과 장비 개발, 공정 자동화 등을 통해 생산성과 수율을 향상시키는 것도 중요한 과제입니다.

• 5. 이온 주입 공정

  이온 주입 공정은 반도체 소자의 특성을 제어하는 핵심 공정 중 하나입니다. 이온 주입을 통해 웨이퍼 표면에 불순물을 주입하여 반도체 영역의 도핑 프로파일을 조절할 수 있습니다. 이온 주입 공정의 정밀한 제어를 통해 소자의 전기적 특성을 최적화할 수 있습니다. 또한 이온 주입 기술의 발전으로 초고에너지, 초저에너지 주입이 가능해지면서 더욱 미세한 소자 구조를 구현할 수 있게 되었습니다. 향후에는 이온 주입 공정의 자동화와 실시간 모니터링 기술 개발이 중요할 것으로 보입니다.

• 6. 식각 공정

  식각 공정은 반도체 소자 제조에서 매우 중요한 역할을 합니다. 웨이퍼 표면의 박막을 선택적으로 제거하여 미세한 패턴을 형성하는 공정입니다. 건식 식각과 습식 식각 기술의 발전으로 점점 더 미세한 패턴을 구현할 수 있게 되었습니다. 식각 공정의 정밀한 제어를 통해 패턴의 형상, 프로파일, 선폭 등을 최적화할 수 있습니다. 이는 소자의 성능과 신뢰성에 직접적인 영향을 미치므로 매우 중요합니다. 또한 식각 공정의 자동화와 실시간 모니터링 기술 개발도 지속적으로 이루어져야 할 것입니다.

• 7. 금속 배선 공정

  반도체 소자에서 금속 배선은 회로를 연결하는 핵심 구성 요소입니다. 금속 배선 공정은 웨이퍼 표면에 금속 박막을 증착하고 패터닝하여 미세한 배선 구조를 형성하는 공정입니다. 최근 들어 구리 배선, 저유전율 절연막 등 새로운 재료와 공정 기술이 도입되면서 더욱 미세하고 고집적화된 배선 구조를 구현할 수 있게 되었습니다. 금속 배선 공정의 정밀한 제어를 통해 배선의 저항, 커패시턴스, 신뢰성 등을 최적화할 수 있습니다. 이는 소자의 성능과 동작 속도에 직접적인 영향을 미치므로 매우 중요합니다. 향후에는 더욱 미세한 배선 구조와 새로운 배선 재료 및 공정 기술 개발이 필요할 것으로 보입니다.