"반도체" 투자자라면 알아야 할 반도체 공정 !

안녕하세요 !

이번 포스팅은 반도체 공정에 대해 포스팅 해보려구해요 ^__^!

반도체 투자자라면 공정이 무엇인지는 알아야겠죠?

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반도체 공정

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①웨이퍼제조

②산화

③포토

④식각

⑤증착&이온

⑥금속배선

⑦EDS(Electrical Die Sorting: 전기적테스트공정)

⑧패키징

⑨테스트

 

 

(전공정 1~7 / 후공정 8,9)

 

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전공정

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웨이퍼 제조

 

-웨이퍼: 반도체의 기본이 되는 판.

모래에서 추출한 실리콘으로 만듦.

가격 싸고 수급용이. 고온&습도에 강함.

-실리콘 덩어리들을 원통에 넣고 고열에 가열

→ 연마&세정 반복하여 원기둥 모양으로 만듦

→ 원기둥(잉곳)을 특수절단기를 이용하여 잘라냄

(원판모양으로 얇고 균일하게) → 웨이퍼제조 완료

※웨이퍼는 부도체(전기가 통하지 않음).

이후 공정에서 전류가 흐를 수 있도록 만들어 줌.

※잉곳: 금속 또는 합금을 한 번 녹인 후 주형에 흘려 넣어 굳힌 것

 

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산화

 

-만들어진 웨이퍼에 산화액을 도포하여 산화막을 생성시키는 공정.

-오염&불순물 방지 및 누설 전류가 흐르지 않도록 함(보호막 역할)

 

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포토

 

-웨이퍼에 회로를 그리는 공정(사진인화나 고무판인쇄 같은...)

-포토마스크를 만듦 → 산화공정을 거친 웨이퍼 위에 감광액을 뿌림

→ 웨이퍼 위에 렌즈를 두고 그 위에 포토마스크를 올려놓고 빛을 쏨

→ 포토마스크의 구멍을 통해 들어온 빛이 감광액을 탈락시켜 회로를 완성시킴.

※포토마스크(photomask = Reticle): 판 위에 반도체의 미세회로를 형상화 한 것.

반도체의 미세회로를 빠르고 정확하게 새길 수 있도록 해주는 판.

※감광액(Photo Resist): 빛에 민감한 물질.

※고품질의 미세한 회로패턴을 얻으려면 감광액 막이 얇고 균일하게 도포되어야하며,

빛에 대한 감도가 높아야 함.

 

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식각(에칭 :  Etching)

 

-포토공정까지 마친 웨이퍼에서 회로패턴 이외에 불필요한 부분을 벗겨내는 공정.

-포토공정 후 감광액이 제거된 부분의 산화막을 제거 →

(앞의 과정 후) 산화액위에 남아있는 감광액을 제거

-식각 공정 후 웨이퍼와 산화액만 남은 상태로 회로(설계도면) 완성.

※식각과정은 음성, 양성 방법이 있는데

아래에 첨부해 둔 그림은 음성 식각 방법입니다

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증착 & 이온

 

-부도체인 웨이퍼에 이온 임플란트를 댄 후 이온을 주입하여 전류가 흐를 수 있도록 함(이온)

-박막을 위에 덮어줘서 회로 간 누설이 되지 않도록 구분&보호 해 줌(증착)

-박막은 얇고 균일하게 하는 것이 경쟁력이며, 반도체의 품질을 좌우하는 중요 기술력

 

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금속배선

 

-전기신호를 외부로부터 받을 수 있도록

회로가 만들어진 반도체에 알루미늄선을 연결해 주는 것.

(티타늄이나 텅스텐도 사용되나 알루미늄이 가장 많이 쓰임)

-기본적인 반도체 공정 완료. 반도체 완성

 

EDS(Electrical Die Sorting :  전기적 테스트 공정)

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-ET테스트: 각 회로가 전압을 잘 받고 전류가 흐르는지 확인

-WBI: 웨이퍼에 열을 가해 약한 부분을 잡아냄

-H&C(Hot&Cold): 일정 온도에서 전류가 잘 흐르고 안정적으로 전압을 받아내는지 확인

-R&F(Repair&Final): 최종적으로 불량을 개선해주고, 고칠 수 있는지 확인. 양품‧불량품 확인하는 과정

-Inking: 특수 잉크를 사용하여 어떤 부분이 개선되었는지 양품이고 불량품인지를 체크.

후공정의 테스트공정에 들어가기 전 리스크를 줄이기 위한 최종 테스트.

 

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후공정

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패키징

 

-전공정을 통해 완성된 반도체를 레이저로 잘라냄.

-하나씩 잘린 반도체 칩을 Die 또는 Bare chip 이라함.

-Die를 리드프레임 또는 PCB위에 올려 본딩하는 것(패키징)

예전에는 와이어를 많이 사용했으나 지금은 범프위에 올려서 본딩.

※플립칩(Flip Chip): 범프를 이용해 본딩하는 과정을 말함. 비용 적게들고 작고 속도 빠름

 

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테스트

 

점사장비에 넣고 돌려 다양한 조건에서 전압이 제대로 흐르는지, 전기신호 제대로 들어오는지,

전기적특성에 대한 기능적 테스트를 하는 마지막 테스트 공정.

 

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반도체 기업분류 및 관련 용어

 

 

 

종합 반도체기업

 

(IDM:Integrated Device Manufacturer)

-반도체의 개발, 설계, 생산 다 할 수 있는 기업

-한 기업에서 반도체를 만들기 위한 전 공정을 할 수 있으며,

자체적인 팹(Fab)을 보유한 기업

-삼성전자, SK하이닉스, 인텔, 마이크론

※Fab(Fabrication facility의 줄임말): 반도체 생산의 핵심인 실리콘웨이퍼를 만드는 공장을 말함

 

팹리스(Fabless)

 

-반도체 개발 및 설계만 하는 기업

-자체적인 브랜드 제품을 파우드리 업체에 외주를 줘서 생산.

-퀄컴, 엔비디아, AMD, 실리콘웍스

 

파운드리(Foundry)

 

-반도체 위탁생산 전문 기업.

-개발 및 설계를 하지 않고 타사에서 개발한 반도체 생산에만 집중하는 기업

-SMC(대만), DB하이텍

 

OSAT(Outsourced Semiconductor Assembly and set)

 

-패키징과 테스트를 전문적으로 하는 기업

-파운드리에서 웨이퍼를 넘겨받아 테스트 & 패키징 등 마무리 작업을 주로 함.

-엘비쎄미콘, 네패스, 테스나

 

 

 

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전공정

후공정