반도체 기초: 8대 공정이란? - 실리콘 웨이퍼 (Wafer) (1)

 

반도체 기업 취업을 위한 준비를 하고 있다면 반도체 8대 공정에 대한 이해를 어느정도 하고 있을 것이란 생각이 듭니다. 혹은 취업 준비를 시작한 분이라면 8대공정에 대해서는 알아야 반도체 제품 제작의 전체 흐름을 이해할 수 있습니다. 반도체 제작의 전체 흐름을 이해한다면 자신이 지원하고자 하는 기술 분야에 대해서도 생각해볼 수 있을 것 같습니다. 

 

램리서치 8대공정 정리 자료

 

반도체 8대공정은 앞서 설명한 것처럼 반도체 제품을 만들기 위한 공정 절차로 이해하시면 됩니다. 큰 틀에서는 대부분 거의 유사한 공정의 흐름도를 보여주는데 일부 용어 등이 차이가 있을 수 있습니다.

 

위의 자료에서 볼 수 있는 것처럼 8대 공정은 ① 웨이퍼 공정 ② 산화공정 ③ 포토공정 ④ 식각공정 ⑤ 박막 공정 ⑥

⑥ 배선공정 ⑦ 테스트공정 ⑧ 패키징 공정 으로 정리할 수 있습니다.

 

반도체는 단어 자체에서 보여지는 것처럼 Semiconductor 즉, 도체와 부도체의 중간에서 특정 조건에서 도체가 되기도 하고 부도체가 되기도하는 특성을 갖고 있습니다. 

 

화학물질중 대표적인 물질이 바로 Silicon 입니다. Silicon 은 Carbon 과 같이 4개의 다리를 가질수 있고, 3가 5가 원소가 Silicon 에 불순물로 포함되게 되면 n type, p type 반도체의 특성을 보여주게 됩니다. 

https://www.britannica.com/science/silicon

 

Silicon은 지구의 지각에서 산소 다음으로 많은 원소로 전체 질량의 27.7%를 차지하고 있으며, 산소와 결합하여 SiO2로 대부분 존재합니다. SiO2의 대표적인 예가 모래, 유리 등이 있습니다. 

 

 

반도체에서 필요로하는 Silicon 을 얻기 위해서는 SiO2 에서 O2를 제거(환원)하여 Silicon을 얻게 됩니다.

 

https://www.tel.com/museum/magazine/material/150430_report04_03/02.html

 

Silicon 은 반도체제조를 위해서 잉곳  (ingot) 형태로 제작을 하게되고 우리가 흔히 말하는 Wafer로 만들기 위해서 일정 간격으로 Cutting 하고 웨이퍼 표면을 연마하여 사용을 하게 됩니다. 

 

다음 사진에서 보이는 것처럼 잘 만들어진 Wafer를 확인할 수 있습니다.

 

https://en.wikipedia.org/wiki/Wafer_%28electronics%29

 

위의 사진에서 볼 수 있는 것처럼, 파운드리의 경우 8인치 크기의 wafer를 주고 사용하고 최신 기술이 접목된 제품의 경우 12인치 (300mm) Wafer 등이 주로 사용 됩니다.

 

국내에서는 SK실트론 (https://www.sksiltron.com/m/ko/wafer/wafer.do)에서 Wafer를 제조하고 판매하고 있는 것으로 알고 있습니다. 기업 정보를 보니 국내 유일의 실리콘 웨이퍼 업체로 소개되고 있네요.

SK실트론은 반도체칩의 핵심 기초소재인 200mm, 300mm 반도체용 실리콘 웨이퍼를 메모리 및 비메모리 반도체 제조업체들을 대상으로 제조 및 판매하고 있으며, 300mm 웨이퍼 분야에서 글로벌 4위의 경쟁력을 보유하고 있다. SK실트론은 국내 유일의 실리콘 웨이퍼 업체이다.

웨이퍼 제조 공정을 잘 정리한 자료가 삼성전자 블로그에 있어 공유합니다. 

https://www.samsungsemiconstory.com/kr/%EB%B0%98%EB%8F%84%EC%B2%B4-8%EB%8C%80-%EA%B3%B5%EC%A0%95-1%ED%83%84-%EC%9B%A8%EC%9D%B4%ED%8D%BC%EB%9E%80-%EB%AC%B4%EC%97%87%EC%9D%BC%EA%B9%8C%EC%9A%94/

 

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