반도체 주요 공정
반도체 공정은 반도체 설계 단계, 전공정 단계, 후공정 단계를 거친 후 집적회로를 출하합니다. 전공정은 웨이퍼를 가공해서 칩을 만드는 공정이고, 후공정은 칩을 보호하기 위해 패키징하는 공정입니다.
<전공정>
먼저 웨이퍼 제작과 회로 설계 공정을 진행해 놓은 다음 전공정 단계에 들어갑니다.
순서는 (산화 → 마스크 → 포토 → 식각 → 증착 → 이온 주입 → 금속 배선 → EDS) 입니다.
▶ 산화 : 웨이퍼 표면에 산화제를 뿌려서 오염 물질로부터 실리콘 표면을 보호하고 합선되지 않도록 절연막 역할을 수행
▶ 마스크 : 웨이퍼에 그려 넣을 회로를 유리 기판에 그려서 마스크를 만드는 공정
▶ 포토 : 필름을 찍어 내듯 회로 패턴을 그려 내는 공정, 유리 기판의 회로를 웨이퍼로 옮기는 작업
▶ 식각 : 일종의 판화 작업, 웨이퍼 표면을 부식시켜 필요한 회로만 남기고 나머지는 선택적으로 제거
▶ 증착 : 웨이퍼 위에 박막을 입히고 회로 패턴을 그려 내는 작업이며 이후 불순물인 이온을 주입해 전도성을 띠게 함
▶ 금속 배선 : 회로 패턴을 따라 전자가 이동할 수 있도록 금속 배선 수행
▶ EDS : 마지막 EDS 공정을 통해 수율을 체크하면 전공정 완료
전공정 가운데 가장 중요한 공정은 '포토 공정'입니다. 포토 공정은 우리가 카메라로 사진을 찍는 과정, 즉 카메라 렌즈를 닦고 사진을 찍고 현상을 하는 과정과 유사합니다. 사진을 잘 찍기 위해 하는 행위처럼 포토 공정은 감광물질을 웨이퍼에 바르고(감광액 도포), 노광 장비로 마스크를 웨이퍼에 쪼아서 회로를 옮기고(노광), 노광된 영역과 비노광된 영역을 선택적으로 제거해 패턴을 만드는 단계(현상)를 거친다. 이 가운데에서 가장 중요한 공정은 회로를 웨이퍼에 옮기는 '노광' 공정입니다. 반도체 공정이 진화한다는 것은 이 노광 공정이 미세화된다는 것과 같은 맥락입니다 .네덜란드 반도체 장비업체 ASML이 EUV(극자외선) 장비를 개발하면서 노광 공장이 더욱 진화하고 있습니다.
<후공정>
반도체 칩의 성능이 개선되더라도 칩과 기판 간 데이터 처리가 효율적이지 않다면 말짱 도루묵이 됩니다. 그래서 칩을 패키징하는 후공정이 점점 중요해지고 있습니다.
▶ 연마 : 웨이퍼 뒷면을 갈아냄
▶ 절단 : 다이아몬드 톰으로 웨이퍼를 절단해 개별 반도체 칩으로 분리하는 단계
▶ 칩마운트 : 절단한 칩을 PCB에 옮겨 붙임
▶ 선접합(Wire Bonding) : 반도체 칩의 접착점과 리드 프레임의 접착저 사이에 금선을 연결해 전기가 통하게 함
▶ 몰딩 : 플라스틱 조각 모양으로 외형을 만드는 단계
▶ 레이저 마킹 : 제조회사 마크를 인쇄
▶ 패키지 테스트 : 내구성을 판단하는 과정
후공정에서 '칩마운트'와 '선접합 공정'이 점점 중요해지고 있습니다. 앞서 반도체 칩의 성능이 개선될수록 데이터 처리 효율을 얼마나 향상시킬 수 있느냐가 중요하기 때문이다.
(출처: Book) 현명한 지표 투자
