반도체 8대 공정

① 웨이퍼 제조

/ 웨이퍼 : 거대하게 성장시킨 원통형 실리콘(Si)인 '잉곳(Ingot)'을 적당한 두께로 얇게 썰고 연마한 '원판'

/반도체 주재료

/ 웨이퍼 두께 및 크기 : 점차 얇고 커지는 추세

② 산화 공정

/ 오염물질이나 화학물질을 막기위한 얇은 산화막을 웨이퍼에 만드는 과정

+ 용도

++ 회로 간 전류 누설 방지
++ 이온 확산 차단 @이온주입 공정
++ 필요한 부분이 잘못 식각 되는 것 방지 @식각공정

/ 열 산화 방법
: 가장 보편적
: 800~1200도 고온에서 실리콘(Si)을 산소(O2) 또는 산소 및 수증기(O2, H2O)에 노출, 산화막 형성

③ 포토 공정

/ 반도체 성질 갖도록 회로 그려 넣는 공정

/ 산화막 웨이퍼에 감광액(빛과 반응)을 얇게 도포 >>> 회로 패턴 새겨진 '마스크'에 빛 통과 >>> 회로 제작 (노광기) >>> 현상액으로 노광 되지 않은 영역 선택적 제거 >>> 패턴 형성

④ 식각 공정

/ 에칭(Etching) 공정

/ 웨이퍼에 그려진 회로를 깎아내어 반도체 회로 형성시키는 공정

/ 종류

// 건식 식각
: 회로 패턴 외 부분을 가스로 깎음
- 비싼 가격
- 복잡한 방식
+ 미세한 패턴 더 깊게 식각 가능 >> 습식보다 선호

// 습식 식각
: 회로 패턴 외 부분을 화학액으로 깎음

/ 멀티패터닝 기술
: 포토 공정의 노광 과정'과 '식각 공정'을 여러 번 반복. EUV 부재에 대한 한계극복
+ 과거 EUV 기술이 아니면 20나노 이하의 반도체를 만들 수 없었음
- 필요 공정 개수 증가시 >> 시간 및 비용 증가



⑤ 증착 공정과 이온주입 공정

/ 증착공정

// 정의 : 웨이퍼에 아주 얇은 보호막인 '박막(1마이크로미터 이하) '만드는 과정

// 주로 화학적 기상증착방법(CVD) 사용
사용되는 외부 에너지(열, 플라스마, 광)에 종류에 따라 세분화

/ 이온 주입 과정

// 정의 : 반도체가 전기적 특성 위해 이온 주입하는 과정

// 이온 : 15족 원소 인(P), 비소(As) 또는 13족 원소 붕소(B) 주로 사용

// 전기가 잘 통하지 않는 규소로 이루어진 반도체에 불순물 투입 >> 전류 잘 흐르는 형태로 특성변환

// 미세한 가스 형태 이온을 웨이퍼 전면에 만들어 원하는 깊이만큼 균일하게 넣음



⑥ 금속 배선 공정

/ 반도체 회로에 전기적 신호 전달위한 금속 선 연결작업

/ 금속 : 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 텅스텐(W) (알루미늄 주로 사용)

/ 금속 배선 : 증착
증기 형태 금속이 웨이퍼에 얇은 금속 막으로 증착

⑦ EDS 공정

/정의 : 전기적 특성으로 개별 칩에서 불량품 선별 과정

// 웨이퍼에 불량 칩 유무 확인 및 불량 칩 수선.
// 설계 및 공정의 문제점 추적 후 수정함
// 단일 웨이퍼의 칩 최대 생산량 증가 >> 수율증가
// 제품 및 제조사의 신뢰성 판단 기준


> 공정 절차


>> 1단계

>>> ET (Electrical Test )
:반도체의 트랜지스터나 저항, 캐퍼시티 등 소자에 전기 인가 > 동작 여부 판별

>>> WBI (Wafer Burn In)
: 웨이퍼에 열을 가하고 AC(교류)와 DC(직류) 전압 인가 > 불량 부분 탐색


>> 2단계

>>> Hot/Cold Test
: 전기적 신호로  불량 칩 선별, 수선 가능 칩은 재공정 투입

>> 3단계

>>> Repair / Final Test
: EDS 공정에서 가장 중요.
: 수선 가능한 칩 > 수선 및 최종 평가

>> 4단계
: Inking
: 육안으로  불량 칩 식별 위해 잉크로 표시


⑧ 패키징 공정

* 다이(Die)
: 완성된 웨이퍼를 다이아몬드 톱 또는 레이저 광선으로  낱개의 칩으로 절단한 조각 웨이퍼

> 절단된 칩을 회로 연결과 골격 역활을 해주는 '리드프레임' 또는 PCB(Printed Circuit Board)에 연결 >>> 외부 전원 연결 목적의 금선 연결 >>> 성형과정을 통해 원하는 겉모습 구현 >>> 불량품 검사