반도체 단위공정(2) 8대 공정의 개념 (Photo 포토, Etch 에치, CMP, Diffusion, Implant, Metal, Clean, CVD)

보통 반도체에서 8대 공장이라고 하면, 전공정을 말한다. 후공정은 Sorting이나 EDS, Package 등을 말한다.

면접에서 8대 공정을 설명해보세요. 라고 하면 전공정을 말하면 된다.

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8대 공정에는 포토(Photo), 식각(Etch), 세정(Clean), 이온주입(Implant or IIP), 확산(Diffusion), 박막(CVD), 연마(CMP), 배선 공정(Metal)이 있다.

 

박막공정의 종류는 원래 CVD와 PVD가 있는데, PVD는 과거부터 배선을 위한 박막공정으로 사용했으나 점점 배선공정의 중요성이 커지고 박막증착 기법이 아닌 다른 기법의 금속배선 공정(ECD)이 사용되면서 별도의 배선공정(Metal)이라는 단위 공정으로 분리되었다.

 

그래서 금속박막의 증착 기법에 사용되는 PVD를 Metal 공정으로 분리하면서 박막공정은 CVD만을 의미한다.

 

(1) Photo (포토)

Wafer에 필요한 패턴을 만들기 위해서 패턴이 그려진 마스크를 이용하여 PR(Photo Resist) 도포 후 마스크를 정렬, 노광, 현상하는 공정으로 PR 위에 패턴을 미리 만드는 공정이며 미세 공정의 핵심이자 기술 난이도가 가장 높다.

 

(2) Etch (식각, 에치)

원하는 물리적 패턴을 만들기 위하여, Photo 현상 후 드러난 막질이나 실리콘을 화학적으로 녹이거나 물리적으로 깍아 내는 공정

 

(3) Clean (세정)

Wafer표면을 깨끗이 만들기 위해 필요 없는 막질이나 오염물질을 화학적, 물리적으로 제거하는 공정으로 수율에 영향을 줄 수 있는 파티클을 제거하는 공정

 

(4) Ion Implant (이온주입)

반도체가 전기적인 성질을 가질 수 있도록 전기를 흐르게 하는 캐리어를 지닌 원자나 분자의 불순물을 원하는 부위의 실리콘에 주입시키는 공정으로, 소자에 필요한 N형이나 P형 반도체를 만드는 공정

 

(5) Diffusion (확산)

확산의 원리를 이용하여, 원하는 소자의 특성을 확보하기 위해 실리콘 표면에 주입된 불순물 이온들을 고온 가열을 통해 원하는 깊이만큼 고르게 분포시키는 공정

 

(6) CVD (박막 공정, Thin-Film)

화학적 기상 증착 공정으로, 실리콘 위에 박막을 형성하기 위해 원자 또는 분자 단위의 물질을 기체 상태로 분사하여 반응시켜 원하는 두께의 막질로 증착하는 공정

 

(7) CMP (연마)

막질의 단차에 의한 후속 공정의 불량을 막기 위해, 울퉁불퉁한 막질이나 물질을 화학적 반응과 기계적 힘을 이용하여 연마하는 공정

 

(8) Metal(금속)

금속배선공정, 소자들의 전기적 연결을 위해 전기전도도가 높은 금속 물질을 막질로 만들어 연결하는 배선 공정