반도체 8대공정의 첫 번째 시간입니다. 반도체 제조 공정의 핵심인 웨이퍼 제작에 대해 자세히 설명드리겠습니다.
1. 실리콘 웨이퍼 수확
웨이퍼 제작은 실리콘 단결정을 사용합니다. 먼저, 실리콘을 고순도로 정제하고, 이를 소재로 한 크기 약 300mm 정도의 실리콘 원형 블록을 형성합니다.
2. 실리콘 슬라이싱
실리콘 블록은 다이아몬드 와이어 소재로 된 와이어 소닉 소재로 불리는 도구를 사용하여 얇은 웨이퍼로 슬라이싱됩니다. 와이어 소닉은 실리콘 블록을 자르는 과정에서 냉각과 소음 저감을 위해 물로 가득 찬 상자 안에서 진동합니다. 이 과정에서 실리콘 웨이퍼가 형성됩니다.
3. 평탄화
웨이퍼가 슬라이싱되면 표면은 거칠고 평평하지 않을 수 있습니다. 따라서 웨이퍼 표면을 균일하고 평탄하게 만들기 위해 평탄화 과정이 필요합니다. 일반적으로, 산화 반응을 사용하여 웨이퍼 표면에 얇은 산화 실리콘 층을 형성한 후, 화학기계적 평탄화 (CMP) 기술을 사용하여 표면을 균일하게 매끄럽게 다듬습니다.
4. 클리닝
웨이퍼는 다양한 단계에서 미세한 입자나 불순물이 표면에 묻을 수 있습니다. 이러한 불순물을 제거하고 웨이퍼의 표면을 깨끗하게 유지하기 위해 클리닝 단계가 수행됩니다. 클리닝은 화학적인 용매, 산화제 또는 플라즈마를 사용하여 이루어지며, 입자나 오염물질을 제거하여 웨이퍼 표면을 깨끗하게 만듭니다.
5. 특성 검사
웨이퍼가 제작되고 평탄화 및 클리닝 과정을 거친 후에는 품질을 평가하기 위해 특성 검사가 수행됩니다. 이 단계에서는웨이퍼의 두께, 표면 평탄도, 결함, 크기 등을 검사하여 웨이퍼의 품질을 확인합니다. 또한 광학적으로도 검사를 수행하여 웨이퍼 표면의 불완전한 부분이나 결함을 확인합니다.
6. 마스킹
웨이퍼 제작의 다음 단계는 광학 마스크를 사용하여 웨이퍼 표면에 패턴을 형성하는 것입니다. 마스킹은 웨이퍼 표면에광학 노광 과정을 적용하기 위해 필요한 단계입니다. 마스크는 반도체 제품의 회로 패턴을 정의하며, 웨이퍼 표면에 올바른 위치로 정렬된 후 광학 노광이 진행됩니다.
7. 마스킹 정렬
마스킹 단계에서는 마스크와 웨이퍼가 정확하게 정렬되어야 합니다. 이를 위해 노광 장비가 사용되며, 정렬된 마스크는웨이퍼 표면으로 정렬되고 패턴이 웨이퍼에 전달됩니다. 정확한 정렬은 미세한 회로 구조의 형성을 보장하기 위해 매우중요합니다.
8. 광학 노광
마스킹 정렬이 완료되면 웨이퍼 표면에 광학 노광이 적용됩니다. 광학 노광은 미세한 회로 패턴을 형성하기 위해 노광장비를 사용하는 과정입니다. 광원을 사용하여 미세한 회로 구조를 노출시키고, 화학적 또는 물리적 에칭 과정을 통해 노출된 부분을 제거하여 원하는 회로 패턴을 형성합니다.
이러한 웨이퍼 제작 단계를 거치면 반도체 제조 공정의 중요한 첫 단계가 완료됩니다. 이후의 공정에서는 이러한 웨이퍼에 다양한 층과 구조를 형성하고 반도체 소자를 제조하는 작업이 진행됩니다.
다음시간에는 반도체공정의 두 번째 단계인 산화 공정에 대해 자세히 알아보도록 하겠습니다.