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금속 배선 공정 #시작하며 앞선 포스팅에서 공부했던 Photo, 식각(Etching), 증착 등 여러 공정들을 반복하면서 웨이퍼 위에 반도체 회로가 형성된다. 이렇게 만들어진 회로를 동작하기 위해서는, 외부에서 전기적 신호를 가해주어야 하는데, 신호가 잘 전달되도록 반도체 회로 패턴에 따라 금속선을 연결하는 작업을 금속 배선 공정이라고 한다. #금속 배선 공정(Metallization) 금속 배선 공정이란, 반도체 제품에 존재하는 많은 소자들을 동작시키고 이들의 신호가 섞이지 않게 선들을 잘 연결하는 작업을 말한다. 해당 공정은, 전류가 흐르는 Interconnect와 그 사이를 절연으로서 구분해주는 Dielectrics로 구성된다. 금속 배선 공정에 사용되기 위한 금속의 조건 * 웨이퍼와의 부착성 : ..

패키징 공정 #시작하며 4차 산업혁명 시대가 도래함으로써, 인공지능, 5G, 자율주행 등의 첨단기술이 확산되고 이를 통해 고성능, 초소형 반도체 수요가 폭증하고 있다. 이에 반도체가 최고의 성능을 선보이고, 높은 부가가치를 발휘할 수 있도록 하는 ‘패키징(Packaging)’ 공정 기술이 주목받고 있다. #패키징 공정 패키징 공정이란, FAB 공정에서 완성된 웨이퍼 중 정상 동작하는 칩을 Back Grinding, Bonding, Molding 하여 전기적 연결 및 그 회로를 보호한 완성된 반도체 제품을 생산하는 공정을 말한다. 웨이퍼 위에 회로를 형성하는 전공정을 거친 반도체 칩은, 패키지와 TEST로 이루어진 후공정을 진행한다. 칩에는 수많은 미세 전기 회로가 집적돼 있으나, 자체로서 반도체의 역할을..

TEST 공정 #시작하며 반도체 후공정에서 이뤄지는 TEST란, 전기적 특성 검사를 통해 칩의 불량이 다음 공정으로 넘어가지 않도록 방지함으로써 손실을 최소화하는 과정이다. 현재 신뢰성 불량을 사전 차단하고, 수율을 향상시켜 원가 절감에 기여하며, 제품의 연구-개발에 도움을 주는 등, 그 역할이 점차 확대되고 있다. 수많은 제조공정을 거친 반도체 칩은, 마지막 절차인 TEST를 통해 불량품을 선별하게 된다. 반도체의 양품, 불량품 선별을 위해 반도체 제조과정에서는 다양한 TEST가 이루어지는데, 웨이퍼 단계에서 이루어지는 EDS(Elrctrical Die Sorting), 조립공정을 거친 패키지 상태에서 이루어지는 패키징공정(Packaging), 제품 출하 전 소비자의 관점에서 실시되는 품질테스트 등이 ..

MI (Measurement & Inspection) #시작하며 반도체 제조공정이라고 하면, 8대 공정의 Photo, Etch, Diffusion, Thin Film과 같은 원재료를 통해 제품을 생산하는 공정을 떠올릴 수 있다. 하지만 해당 공정 이외에도, 제품을 만드는 것만큼 Defect를 검사하는 공정 역시 중요하다. 결함을 줄여 수율을 높이는 것은 수익과 직결되기 때문에, 불량을 최소화하고, 수율을 향상시키는 MI, 계측 및 검사 공정 과정의 중요성이 커지고 있다. #MI (Measurement & Inspection) 현재 한국이 세계 시장을 지배하고 있는 메모리 반도체, 그 중에서도 압도적인 점유율을 자랑하는 D램은 미세공정 기술의 발전이 가속화되면서 난관을 겪고있다. 생산 과정에서 결함(Def..

Cleaning #시작하며 해당 포스팅에서는, 다음 공정단계로 넘어가기 전에, 공정 단계 사이사이에서 진행되는 Cleaning 공정에 대해 공부해볼 것이다. 앞서 공부했던 공정 단계를 설명하는 과정에서 자주 등장하기도 하였으며, 계속해서 진행해주어야 하는 공정이기 때문에 그 과정과 구성이 중요하다. 세정공정은 약 400~500개의 반도체의 매인 공정 중 15%를 차지하는 중요한 공정이다. Fab공정을 진행하면, 물리적/화학적 잔류물이 남게 되는데, 해당 잔류물을 제거하는 공정이 바로 세정(Cleaning)이다. 세정이 제대로 이루어지지 않으면, 제품의 성능과 신뢰성에 치명적인 악영향을 끼치고, 수율이 떨어져 다음 공정으로 진행되는 양품의 개수가 줄어들기 때문에, 품질 저하를 일으켜 고객 불만이 높아지는 ..

박막 공정 #박막 공정 CVD(Chemical Vapor Deposition) CVD, 화학적기상증착법은, 가스의 화학반응으로 형성된 입자들을 외부 에너지가 부여된 수증기 형태로 증착하는 방법이다. 해당 방법은 도체, 부도체, 반도체의 박막에 모두 사용이 가능하고, 접합성과 박막의 품질이 좋다는 장점이 있다. 또한 박막의 두께 조절이 가능하며 Step Coverage가 좋고, PVD 대비 공정비용이 낮아 대량생산이 가능하다. * APCVD(Atmospheric Pressure CVD) APCVD는, 초기 CVD 공정방식으로, 대기압 상태에서 Deposition을 진행했다. Chamber를 가열하지 않고, 외부 RF 인덕션 코일을 가열하여 웨이퍼에 열을 전달하는 방식이다. CVD에서는 Pressure가 클..

박막 공정 #시작하며 지난 포스팅까지는 반도체 8대 공정 중, 포토 공정을 거치고 정의된 박막의 일부 또는 전부를 물리, 화학적으로 제거하는 식각 공정을 공부하였다. 이번에는 2번에 걸쳐 이후 과정인 박막 증착 공정에 대해 알아볼 것이다. 박막 증착 공정은, 여러층을 쌓아 바로 아래층의 회로가 위층의 회로와 가까워지면, 서로에게 영향을 주기 때문에 불량 제품이 생산될 수 있기 때문에, 아래층과 위층의 회로가 서로 영향을 주지 않도록 얇은 절연막을 덮어주는 역할을 한다. #박막 공정 박막 증착 공정을 공부하기에 앞서, 박막은 무엇이고 또 증착은 무엇일까? 박막(Thin Film)이란, 기계가공으로는 실현 불가능한 두께인 1μm 이하의 얇은 막을 지칭한다. 다음으로 증착(Deposition)은, 전기적 특성..

Etching #시작하며 지난 포스팅에서는 Etching의 기본적인 개념과 방법, 구성 등에 대해 공부하였다. 초창기 식각은 습식의 방식으로 Cleansing이나 Ashing 분야로 발전했고, 미세공정화에 따라 반도체 식각은 플라즈마(Plasma)를 이용한 건식으로 발전하였다. 건식식각은 플라즈마를 구성하는 이방성의 성질을 가진 양이온과 등방성의 라디칼을 이용한다. 등방성의 라디칼이 양이온보다 함량이 많아 건식식각은 등방성을 가질 것 같지만 이방성 식각으로 초미세회로를 구현할 수 있다(?). #Etching 종횡비(Aspect Ratio)는 종축 대비 횡축의 길이, 즉 높이/길이의 비율을 나타낸다. 해당 종횡비가 클수록 얇고 높은 식각공정이 이루어진다. 예를들어 2D에서 선폭 10nm 미만의 초미세회로를..

Etching #시작하며 지난 시간에는 반도체 8대 공정 중, Wafer 공정과 Mask, 산화막 형성, Photo 공정에 대해 공부하였다. 이번 포스팅에는, 8대 공정 중 패턴을 완성하는 식각(Etching) 공정에 대해 알아보고 공부할 것이다. #식각(Etching) 패턴을 만드는 공정으로는 앞서 공부했던 노광(Exposure), 현상(Develope)와 오늘 공부할 식각(Etching)이 있고 그 외에 이온 주입 등이 있다. 이중 식각 공정은, 포토(Photo) 공정 후 감광막(Photo Resist, PR)이 없는 하부 막을 제거해 필요한 패턴만 남기는 단계이다. 즉, MasK(Reticle) 패턴이 PR로 코팅된 웨이퍼에 내려온 후(노광 → 현상), PR 패턴이 다시 PR 하부 형성된 막으로 이..

반도체 공정 #시작하며 앞선 반도체 소자 공부를 하며 포스팅하기에 앞서, 20-2학기에 반도체 공정 수업을 우선으로 수강하였다. 공정을 먼저 듣고 소자 수업을 들었던 터라, 공정 수업을 들을 때에는, 그 속의 작용과 상태 등을 이해하지 못하고 무작정 외우기에 급급한 공부를 진행했다. 따라서, 현재 소자 수업을 들은 후 1학기가 지난 지금의 공정 지식은 거의 남아있지 않는 상태이다. 따라서 반도체 공정을 포스팅하며, 복습하는 과정을 통해 공정 기초 지식의 기반을 다지려 한다. #반도체 공정 반도체 제조공정은 설계와, 웨이퍼를 가공하는 전공정(FAB공정), 가공된 웨이퍼 내의 칩(Chip)들을 자르고 조립하는 후공정(Packaging)으로 구분할 수 있다. 전공정에는 웨이퍼 제조, 포토 식각, 박막 증착, ..