신윤식님의 글
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안녕하십니까?
추운 겨울에 감기들 조심하십시요..

이렇게 글을 올리는것은 지난번에 어디선가 반도체 제조공정에 관하여
기록되어진 글이 있었던걸로 기억되는데..
아무리 찾아 보아도 보이질 았아서 이렇게 글을 뛰웁니다.
꼭 가르쳐 주십시요..
----------------- [답 변] -------------------
구체적으로 어떤 답변이 필요한지 모르겠네요...
반도체 관련된 답변이 비교적 많기 때문입니다.

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감사합니다.

신윤식님의 글
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안녕하십니까?
추운 겨울에 감기들 조심하십시요..

이렇게 글을 올리는것은 지난번에 어디선가 반도체 제조공정에 관하여
기록되어진 글이 있었던걸로 기억되는데..
아무리 찿아보아도 보이질 았아서 이렇게 글을 뛰웁니다.
꼭 가르쳐 주십시요..



----------------- [답 변] -------------------
안녕하세요?
제가 전기전자기술 동호회에 올렸던 글입니다.
참고하시기 바랍니다.

반도체 제조공정은 전공정(front process)과 후공정(rear process)으로 나뉘어집니다.

[ 1 ]전공정(front process)

①설계

-작은 chip 안에 들어갈 회로를 검토하고 효율적인 배치가 되도록 한다. 국내에서는 주로 소자업체에서 이 설계를 하고 있다.

-세부공정
a. CAD & CAM processing 컴퓨터를 이용하여 도면용 이미지를 입력
b. Test & Measuring processing 설계시의 오류를 검증하는 하드웨어를 통제하는 검사평가.

②Mask / Reticle making

-E.Beam장비를 이용, mask와 reticle을 제조하는 것으로 전문 mask업체에서 대부분 생산하나 대규모 device생산업체에서는 자체 생산하기도 한다. 현재 국내에서는 듀퐁 마스크코리아社가 100% 설계하여 영업하고 있으며, 삼성이 제한된 In-House Mask 제조 shop을 운영

-세부공정
a. photo lithography processing 설계에서 작성된 형광이 들어있는 파일을 입력하여 크롬 블랭크 기판위에 의도된 패턴이 형성될 수 있도록 데이터처리 및 노광을 하는 과정으로 주로 전자 빔 독서 장비를 사용
b. photo resist processing 석영 유리제의 기판위에 증착된 크롬을 식각
c. etching 유리판위에 크롬 층에 박막 형성하고, 세정, 건조
d. wet & dry cleaning
e. thin film f. test & measuring processing

③웨이퍼 만들기

-실리콘 기판을 만들기 위해 폴리실리콘 Ingot를 생성하고 이를 슬라이스하여 원형실리콘 웨이퍼 쉬트를 만들고 표면 연자처리하는 공정

-관련업체 : LG실트론, 포스코휼스에서 생산 중

-세부공정
a. crystal masking 실리콘성분이 포함된 재료(모래)로부터 1차 정선하고 폴리실리콘재료를 이용하여 고형도ingot를 제조하는 공정
b. 웨이퍼 manufacturing 단결정제조장비에서 성장된 ingot를 박판 가공하는 공정으로 절단, 연마, 정연연마 를 선별하는 장비들을 이용하며, EPI층을 성장하기 위한 장비, 세정 장비등의 부가 기능도 추가
-관련업체 : 케이씨텍(세정장비)
c. test & measuring 가공된 웨이퍼를 결함밀도, 면저항 등을 평가하는 공정

④웨이퍼 processing

-반도체 소자제조라함은 고정성 작업실내에서 기본재료인 실리콘 웨이퍼 위에 "산화막형성▶사진감광제 7입▶노광작업▶사진식각▶이온주입▶산화막 증착▶박막 증착" 등의 절차를 여러번(약 37회) 거치게 하여 필요한 회로를 실리콘 웨이퍼 위에 새겨넣는 공정

-세부공정
a. photo lithography 노광장비는 스테퍼와 코터 developer의 두 노광장비를 통제하는 것으로 micro lithography의 기술을 이용하여 submicron 선폭의 회로를 웨이퍼 표면에 투영 또는 묘화하는 공정
b. etching 식각법이라는 이 공정은 화학적 또는 물리적 방법으로 표면층의 일부 또는 전부를 식각하는 것으로 필요한 부분만을 남겨놓고 불필요한 부분을 화학물질이나 가스로 녹여내는 공정
-관련업체 : 아토(가스공급장치), 케이씨텍(가스캐비닛, 펌프)
c. wet & dry cleaning 생산공정시 결함을 유발시키는 입자성 또는 화학성 이물질을 세정 및 건조하는 공 정 -관련업체 : 유니온산업, 케이씨텍
d. thermal processing 이온주입 또는 기타의 방법으로 주입된 draft를 활성화시키기 위해 고속으로 열을 가하는 장비와 산화막등을 생성시키는 과정으로 이를 휘산(furnace)이라고도 함
e. ion implantation 이온의 주입은 웨이퍼 표면상 어떤 전기 저항수를 주기 위해 불순물 원자를 가압시 켜 주는 공정
f. thin flim 직접회로 제조공정에서 박막증착기술은 증착박막의 종류에 따라 3가지로 분류된다. -반도체 기판상에 다른 특성을 가지는 반도체를 결정 성장시키는 Epitaxy기술 -반도체표면 또는 그위에 형성된 물질상에 절연막을 형성하는 기술 -소자문을 전기적으로 접속하는 도전체막을 증착하는 기술

-관련업체
a. CVD : 주성엔지니어링, 아펙스
b. Sputtering system(PVD) : 아펙스, 코삼

[ 2 ] 후공정(Rear Process)

①assembly

-회로가 형성된 웨이퍼 위에는 많은 수의 소자가 형성되며 이 소자들의 각각의 성능테스트를 하여 양질의 소자를 가려낸 후 다이아몬드톱으로 잘라 이의 선별후 리드프레임이라는 IC본체에 접착한 후 고순도의 금선(gold wire), 또는 알우미늄 선(aluminum wire)으로 소자와 리드프레임 사이를 연결하여 최종적으로 플라스틱이나 세라믹등으로 몰딩하여 외부로부터의 자극이나 환경변화에 이상이 없도록 하는 과정

-관련업체
a.본딩와이어 : 엠케이전자, 고려화학, 동진쎄미켐
b.본더(bonder) : 삼성항공
c.리드프레임 : 삼성항공, 아큐텍반도체

②test & measurement

소자검사와 반도체소자(packaged)의 최종검사로 구분되어 실시되며 용소장비도 별도로 필요. 완성된 소자가 주위환경변화 등의 악조건에서 얼마만큼의 호환성이나 신뢰성을 갖고 있는지의 여부를 확인하는 절차로서 충격, 고온, 고압 등의 조건을 인위적으로 만들어 검사를 하며 이를 통과해야만 반도체 소자로서의 역할을 할 수 있다.

-관련장비
a. Logic test system -gate array, TTI등의 논리회로 소자를 기능테스트 하는 장비
b. Memory test system -DRAM, SRAM, Video RAM, Mask ROM 등의 기억소자의 기능을 테스트하는 장비
c. Linear test system -가전제품 등의 소자들인 linear 동작소자들을 test
d. CCD test system -고체활상 소자인 CCD의 해상도, 강도, 수명 등의 일련의 기능을 테스트 측정
e. Test handler -조립완료된 IC를 tester에 자동적으로 공급하여 주고 test 완료된 IC를 분류시켜 주는 plastic tube를 투입시켜 주는 장비
-관련업체 : 미래산업
f. Aging system -반도체소자가 사용되는 환경(온도, 기압 등)과 유사한 환경을 셋팅하여 제품의 내 구성을 부가하는 장비로 Aging, Burn-in, Inserter, Remover 등이 있다.
- 관련업체 Burn-in system : 디아이
h. Marking system -제반 시험용 장비의 세밀측정을 위해서 운용되는 전원전압 공급기 등의 일련의 측정장비

-관련업체 : 이오테크닉스, 동양반도체장비

[ 3 ]기타

①Transfer system -공장자동화를 통한 효율성 제고를 위해서 무인운용이 가능하게끔 하는 웨이퍼, 부재료 등을 자동이송하는 장비로 웨이퍼 반송, Auto Loader/Unloader, 반송제어 system 장비가 있다.

②Processing facilities -H.V.A.C system -Clean room system 관련업체 : 신성이엔지, 크린크레티브 -RO / DI system -Chemical system -Chemical system

다음은 반도체 공정도입니다.

공정도

도움이 되었으면 합니다.

감사합니다.