반도체 제조공정 - 반도체 8대 공정/관련주 (전공정/이온주입공정/증착공정/연마공정/세정공정/금속배선공정)

 앞 포스팅에서 반도체 8대 공정 중 산화공정, 포토공정, 식각공정을 알아봤는데요.

산화공정은 웨이퍼에 산화막을 입히는 공정

포토공정은 빛을 비춰 회로를 그리는 공정

식각공정은 웨이퍼 위에 형성된 박막의 일부 혹은 전부를 깎아 내려가는 공정을 뜻합니다. 

그러면 이번에는 남은 공정인 이온주입공정, 증착공정, 연마공정, 세정공정, 금속배선공정을 알아보도록 하겠습니다. 

 

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반도체 제조공정 - 반도체 8대 공정/관련주 (전공정/산화공정/포토공정/식각공정) (tistory.com)

반도체 제조공정 - 반도체 8대 공정/관련주 (전공정/산화공정/포토공정/식각공정)

 

4. 이온주입공정

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 이온주입공정은 실리콘 웨이퍼에 반도체의 생명을 불어넣는 작업입니다. 순수한 반도체는 규소로 되어있어 전기가 통하지 않습니다. 그래서 불순물을 넣어줘 전류를 흐르게 하는 전도성을 갖게끔 해줘야 합니다. 이때 불순물을 이온의 형태로 넣어주는데, 붕소(B), 인(P), 비소(As) 같은 물질을 이온화시켜 웨이퍼 내 원하는 위치에 주입하는 공정을 이온주입공정이라 합니다. 

 

※ 관련기업 

- 원익 QnC

 

 

 

5. 증착공정 

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 증착공정은 화학반응을 이용해 웨이퍼 위에 아주 얇은 두께의 다양한 박막을 입히는 일련의 과정을 뜻합니다. 두께가 워낙 얇기 때문에 웨이퍼 위에 균일하게 박막을 형성하기 위해서는 정교하고 세밀한 기술력을 필요로 합니다. 증착 공정에서 형성된 박막은 전기적 신호를 연결하는 전도성막의 역할이나 회로에 불필요한 접촉을 막아주는 절연막의 역할을 합니다.

 

증착의 방법은 크게 세가지로 나눌 수 있습니다.

- PVD (물리적 기상증착방법) : 특정 물질에 직접 에너지를 보내 증착

- CVD (화학적 기상증착방법) : 반응 가스들의 반응으로 물질을 증착

- ALD : 원자층 증착방법.  원자 하나만큼의 두께를 가진 얇은 층을 증착시키는 공정

 

 

 

※ 관련기업 

- 유진테크 : 반도체 장비 (LPCVD) 
- 원익 IPS, 테스, 주성엔지니어링 : 반도체 장비 (PECVD)
- 원익 IPS, 유진테크, 주성엔지니어링 : 반도체 장비 (ALD)
- 디엔에프, 원익머티리얼즈, 한솔케미칼, 후성, 오션브릿지, 덕산테코피아 : 반도체 소재인 전구체
- 원익 QnC, SKC, 월덱스 : 반도체 부품 (Si/Quarts Tube, Boats)
- 미코 : 반도체 부품 (Caramic Healer, ESC)

 

 

 

6. 연마공정

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 공정 과정에서 여러 층의 막을 쌓아 올리다 보면 웨이퍼의 표면이 울퉁불퉁 해지거나, 지나치게 두껍게 쌓일 수 있습니다. 이를 화학반응과 기계적 힘을 이용해 평탄화하는 공정을 화학적 기계적 연마공정(CMP)이라고 합니다. 연마공정을 통해 웨이퍼 표면을 평탄화하고 막질을 원하는 두께로 조절할 수 있습니다. 

 

 

 

※ 관련 기업 

- 케이씨텍 : 반도체 장비 (CMP)
- 케이씨텍, 솔브레인, SKC : 반도체 소재 (CMP Slurry)

 

 

 

7. 세정공정

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 세정공정이란 화학물질처리, 가스, 물리적 방법을 통해 웨이퍼 표면에 있는 불순물을 제거하는 공정입니다. 웨이퍼 표면에 불순물이 남아 있을 경우 패턴 결함, 전기적 특성 저하 등 반도체 제품의 수율과 신뢰성에 부정적 영향을 줄 수 있습니다. 그렇기 때문에 웨이퍼를 깨끗하게 청소하는 세정공정은 반도체 공정에서 매우 중요한 단계입니다. 

 세정공정은 각 웨이퍼 공정 전후에 가교 역할을 하며 반복적으로 진행되기에 진행 횟수가 다른 공정 대비 2배 정도 많습니다. 

 

 세정공정에서도 불화수소가 사용되는데요. 앞 포스팅의 식각공정에서 설명을 했으니 같이 보시면 좋을 것 같습니다.

 

 

※ 관련기업 

- 피에스케이 : Wafer Edge Cleaning 장비
- 디바이스이엔지 : Foup 세정 장비
- 한솔케미칼, SK머티리얼즈, 원익머티리얼즈 : 세정재료
- 뉴파워플라즈마 : 세정용 Plasma부품(RPS)
- 코미코, 아이원스, 원익QnA, 포인트엔지니어링 : 세정/코팅

 

 

 

8. 금속배선공정

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 포토, 식각, 이온주입, 증착 공정을 반복하면 웨이퍼 위에 수많은 반도체 회로가 만들어집니다. 이 회로가 동작하기 위해서는 외부에서 전기적 신호를 가해주어야 하는데요. 신호가 잘 전달되도록 반도체 회로 패턴에 따라 전기길(금속선)을 연결하는 작업을 금속 배선 공정이라고 합니다. 

 금속 배선 공정은 전기가 잘 통하는 금속을 이용합니다. 저항이 적고, 이후 공정에서 금속의 특성이 변하지 않도록 열적, 화학적 안정성이 뛰어난 알루미늄(AI), 텅스템(W), 구리(Cu)등의 금속을 이용합니다.