[반도체]반도체웨이퍼 제조공정 및 단결정성장

소개

반도체 제조공정중 재료산업인 웨이퍼 제조공정에 대해 자세히 다루고 있는 레포트 입니다. 단결정 성장을 통해 규소봉을 뽑아내는 과정에서 부터 잘라서 연마하는 과정까지 그 역사와 방법, 과정등이 많은 그림과 함께 알기 쉽게 설명이 되어있습니다. 또한 현재의 웨이퍼 시장이 어느 규모이며, 미래에는 얼마나 성장가능성이 있는지 전망등도 같이 설명이 되어있어서 반도체를 공부하는 학생이라면, 많은 도움이 되리라 생각됩니다.
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목차

1. 제조공정 도식화

2. 웨이퍼 제조공정
- 단결정 성장
- 절단
- 경면연마
- 세척 및 검사

3. 단결정 성장
- Czochralski Growth(CZ법)
- Floating Zone Growth(플롯존법)
- 그 외의 결정 성장법
- 인장속도와 분리계수 K

4. Wafer Shaping/Grind/Lapping/Etching/Polishing

5. 웨이퍼미래전망-웨이퍼직경의 변화

6. 현 웨이퍼 제조회사

7. 참고문헌

본문내용

Ⅰ. Wafer Preparation
: 반도체 제조공정은 크게 재료산업과 소자산업으로 나눌 수 있다. 재료산업은 웨이퍼를 만드는 것이고 소자산업은 웨이퍼를 가공하여 표면위에 집적회로를 만들어내는 과정을 의미한다. 이번에 다룰 내용은 웨이퍼를 만들어 내는 과정인 재료산업을 주로 다루고자 한다. 현재 LG실트론이나 하이닉스 반도체등의 회사가 자체적으로 웨이퍼를 제작하고 있는데, 현재 수율과 생산성 향상면에서 웨이퍼의 기술개발이 반도체 제조에 없어서는 안될 연구과제로 떠오르고 있다. 그러므로 웨이퍼 제조공정을 정확히 이해하고, 개념을 숙지하며 현재의 기술력이나 앞으로의 발전 가능성등에 대해 알아보는 것은 중요한 의미를 지닐 것이다.
위 그림에 웨이퍼가 만들어 지는 과정을 간단히 도식화 하여 나타내었다. 모래에서부터 하나의 웨이퍼가 만들어 지기까지의 단계를 중요한 내용만 간략히 정리하여 보여주고 있는데, 웨이퍼 제조공정의 전체 흐름을 이해시키고자 그려보았다. 뒤에 자세히 설명을 하겠지만 전체적인 의미를 알아두고자 내용을 정리해보면, 먼저 모래인 SiO2를 활성탄(SIC)과 Furnace에서 용융시켜 반응을 유도하면 순도98%의 금속등급 규소(Mgs)를 얻을 수 있다. 하지만 이는 합금도금용으로 쓰이는 것으로 전자소자로의 응용을 위한 규소를 얻기 위해 다시 파쇄하여 HCl을 주입하여 반응시킨다. 그럼 규소염물이 생성되는데 이를 CVD공법을 이용하여 수소와 반응시켜, 즉 기상과 기상을 반응시켜 고상상태의 Si를 얻을 수 있다. 이는 순도 100%의 규소, 즉 Egs로 전자소자로의 응용이 가능하다. 하지만 다결정(poly)이기 때문에 단결정으로 만들어 주기위해 결정성장과정을 거친다. 결정성장법에는 CZ Growth나 Floating Zone Growth등이 있는데 주로 CZ Growth가 사용되고, 자세한 내용은 뒤에 다루도록 하겠다. 결정성장을 마치면 단결정 규소봉을 얻을 수가 있고, 이를 연마 하여 자른후 Lap, etching, Polishing 등의 공정을 마치면 하나의 웨이퍼를 얻을수가 있다.
모래에서부터 하나의 웨이퍼가 만들어 지기까지의 공정을 이렇게 그림과 함께 간략히 설명을 하였지만 실제로는 공정과정에 다양하고 복잡한 기술적 이론이 필요하고, 또한 높은 기술력도 요구된다. 보통 모래에서 Egs까지의 공정은 크게 어렵지 않지만 Egs를 가지고 단결정 성장시키는 것은 높은 기술력이 필요한 것으로 알려져 있다. 그래서 뒤에서 결정 성장 및 종류등에 대해 자세히 다루고 지금은 웨이퍼 제조까지의 단계를 다시한번 자세히 집고 넘어가도록 하겠다

참고자료

· - MICROELECTRONIC PROCESSING
· - http://myhome.naver.com/bluelogic/link.html
· - http://kin.naver.com/browse/db_detail.php?d1id=11&dir_id=110209&docid=1132652
· - http://blog.naver.com/young2407.do?Redirect=Log&logNo=140009404837
· - http://kin.naver.com/browse/db_detail.php?d1id=11&dir_id=110202&docid=1105638
· - http://semicon.wonkwang.ac.kr/intro/data/process(99-2)02.pdf
· - http://blog.naver.com/kio2957.do?Redirect=Log&logNo=60012704243
· -http://kin.naver.com/browse/db_detail.php?d1id=11&dir_id=110209&docid=931049&ts=1092702156
· - http://100.naver.com/100.php?id=1664
· - http://kin.naver.com/browse/db_detail.php?d1id=11&dir_id=110202&docid=135495
· - http://blog.naver.com/bc229.do?Redirect=Log&logNo=40008974958