웨이퍼 공정

"웨이퍼 공정"

 

 

 

 

 

 

 웨이퍼는 반도체 집적회로의 핵심 재료이며 Si, GaAs 등을 성장시켜 얻은 잉곳을 적당한 지름으로 얇게 썬 원판 모양의 판을 말한다. 

 대부분의 웨이퍼는 모래에서 추출한 Si로 만들며 Si는 지구상에 풍부하게 존재하고 독성이 없어 환경적으로 우수하다.

 

 

 이러한 웨이퍼를 만드는 공정은 크게 3단계가 있다.

 

 

 

 1) 잉곳 만들기

모래에서 추출한 Si를 반도체 재료로 사용하기 위해서는 순도를 높이는 정제 과정이 필요하다. Si 원료를 높은 온도에서 녹이고 고순도의 Si 용액을 만들고 이것을 결정 성장시켜서 굳게한다. 이렇게 만들어진 Si기둥을 잉곳이라 한다.

 

 2) 잉곳 절단하기

우리가 알고 있는 웨이퍼 모양으로 하기 위해선 다이아몬드 톱을 이용해 균일한 두께로 얇게 써는 작업이 필요하다. 웨이퍼의 크기를 결정해 6인치, 8인치, 12인치등의 웨이퍼가 되는데 많이 쓰는 웨이퍼의 크기는 12인치이다. 웨이퍼의 두께가 얇을수록 제조원가가 줄어들고, 지름이 클수록 한번에 생산할 수 있는 반도체 칩 수가 증가하기 때문에 웨이퍼의 두께와 크기는 얇고 커지는 추세이다.

 

 3) 웨이퍼 표면 연마

절단 직후의 웨이퍼는 표면이 거칠어 회로의 정밀도에 영향을 줄 수 있다. 그래서 연마 장비를 이용해 웨이퍼 표면을 매끄럽게 갈아낸다. 가공 전의 웨이퍼를 베어 웨이퍼(Bare wafer)이라고 한다.

 

 

 3단계를 마친 후에는 웨이퍼를 사용하게 되는데,

 

 ① 웨이퍼(Wafer): 반도체 집적회로의 핵심 재료로 원형의 판을 의미한다.

 ② 다이(Die): 둥근 웨이퍼 위에 작은 사각형들이 밀집돼 있고 이 사각형 하나하나가 전자 회로가 집적되어 있는 IC칩인데, 이것을 다이라고 한다.

 ③ 스크라이브 라인(Scribe Line): 맨눈으로는 다이들이 서로 붙어있는 듯 보이지만, 사실 다이와 다이들은 일정한 간격을 두고 서로 떨어져 있다. 이 간격을 스크라이브 라인이라고 한다. 다이와 다이 사이에 스크라이브 라인을 두는 이유는, 웨이퍼 가공이 끝난 뒤, 이 다이들을 한 개씩 자르고 조립해 칩으로 만들기 위해서이고 다이아몬드 톱으로 잘라낼 수 있는 폭을 두는 것이다.

 ④ 플랫존(Flat Zone): 웨이퍼의 구조를 구별하기 위해 만든 영역으로 플랫존은 웨이퍼 가공 시 기준선이 된다. 웨이퍼의 결정구조는 매우 미세해 눈으로 판단할 수 없기 때문에 이 플랫존을 기준으로 웨이퍼의 수직, 수평을 판단한다.

 ⑤ 노치(Notch): 최근에는 플랫존 대신 노치가 있는 웨이퍼도 있다. 노치 웨이퍼가 플랫존 웨이퍼보다 더 많은 다이를 만들 수 있어 효율이 높다.

 

 

 

자료출처 : 삼성전자반도체이야기