반도체 공정 정리 - 1 (웨이퍼, 산화, 포토 공정, 전공정, 후공정, 포토 공정 관련주)

반도체-공정정리-관련주

 
 
반도체 공정에 대해 간략히 알아보려고 합니다. 반도체 관련 투자를 하려면, 반도체 공정을 아는 것은 필수입니다. 반도체 공정은 전공정과 후공정으로 나뉘는데, 오늘은 전공정 중 웨이퍼 공정, 산화 공정, 포토 공정에 대해 알아보려고 해요. 

 

반도체 공정 구분 - 전공정과 후공정

 

반도체 공정은 전공정과 후공정으로 나뉩니다. 전공정은 웨이퍼 위에 회로를 새겨 칩을 완성하는 공정, 후공정은 전공정을 통해 완성된 웨이퍼를 칩 단위로 절단 및 분리하여 패키징 하는 공정이에요. 전공정에는 1) 웨이퍼 공정, 2) 산화 공정, 3) 포토 공정, 4) 식각 공정, 5) 박막(증착&이온주입 공정), 6) 금속 배선 공정이 있고, 후공정에는 7) EDS 공정, 8) 패키징 공정이 있습니다. 
 

(1) 웨이퍼 공정

실리콘을 녹여서 잉곳(둥근기둥 모양의 규소봉)을 만들고, 이를 아주 얇고 균일한 두께로 절단해 표면을 평평하게 만드는 과정을 거쳐 웨이퍼로 만드는 공정입니다.
 

(2) 산화 공정

공정 상 발생하는 이물질로부터 웨이퍼를 보호하기 위한 보호막 생성 과정으로, 웨이퍼 표면에 실리콘 산화막을 형성하여 웨이퍼를 보호합니다. 산화는 보편적으로 열산화 방법으로 진행하고, 사용하는 기체에 따라 건식, 습식 산화로 나뉩니다.
 

(3) 포토 공정

웨이퍼에 회로 패턴을 그려 넣는 과정으로, 설계자가 설계한 반도체 회로 정보를 담고 있는 마스크상의 패턴을 웨이퍼에 전사시키는 과정입니다. 반도체는 나노 단위로 작게 만들기 때문에 회로를 직접 그리는 건 어려우며, 설계한 전자 회로 패턴이 그려진 포토 마스크에 빛을 쪼아 패턴을 찍어냅니다. 포토 공정을 위해서는 감광액을 웨이퍼 위에 도포해야 하고, 그 후 노광, 노광 이후 현상액을 뿌려서 최종 회로 패턴 완성됩니다. (감광액 도포 -> 노광 -> 현상)
 
(3)-1) 감광액 도포  고품질의 미세한 회로 패턴을 얻기 위해 웨이퍼 표면에 빛에 민감한 물질인 감광액을 얇고 균일하게 도포하여 빛에 대한 감도를 높입니다.
 
(3)-2) 노광 - 빛을 통해 웨이퍼에 회로를 그려 넣는 공정으로, 전체 반도체 생산 시간 중 60%, 비용은 약 35%를 차지합니다.
 
* (참고) EUV(극자외선) 장비 : 극자외선을 활용한 차세대 노광 장비. 노광 단계에서 웨이퍼에 회로를 그리는 광원을 극자외선 파장을 활용하는 기술. 10nm 이하 공정에서는 필수로 사용됨. 현재 ASML이 업체 중 가장 높은 점유율(31%) 차지(21년 기준).   EUV 장비는 대당 약 2천억 원에 달하는 고가 장비. EUV 장비는 기존 불화아르곤 장비보다 훨씬 얇게 회로 선폭을 그릴 수 있게 하여, 같은 크기의 웨이퍼에서 기존 대비 20~30% 많은 장비 생산 가능 => 반도체 수율 개선하여 원가경쟁력 확보를 가능케 함. 
 
노광 공정에 대한 이해를 쉽게 하기 위해, 그림을 첨부하겠습니다.
 

노광-공정

(3)-3) 현상 - 현상액을 분사하여 빛에 노출된 부분과 노출되지 않은 부분을 선택적으로 제거하여 포토마스트에 설계하였던 회로패턴을 웨이퍼 상에 현상합니다.
 
현상 공정에 대한 이해를 쉽게하기 위해, 그림을 첨부하겠습니다.
 

현상-공정

 
포토 공정 관련주
 
 

포토-공정-관련주

 
반도체 투자를 하려면, 반도체 공정에 대한 기본적인 이해는 필수겠지요? 간단하게 반도체 공정 중 전공정 일부에 대해 정리해 보았는데, 도움이 되셨나요? 다음 포스팅에서는 전공정 나머지와 후공정을 알기 쉽게 설명해 드리겠습니다.