[반도체 8대 공정] (1) 웨이퍼 공정 (Wafer Process)

반도체 기업에 취업하려는 학생부터, 최근 주식 열풍으로 반도체 기업에 관한 관심이 높아지고 있습니다. 이러한 많은 관심을 받는 반도체가 생산되는 공정, 소위 말하는 반도체 8대 공정에 관하여 이야기하려고 합니다.

 

시작은 웨이퍼 공정(Wafer Process)으로 비중이 높은 공정은 아닙니다만, 반도체 공정의 시작점이 된다는 점에서 의미와 공정의 개략적인 과정을 짚고 넘어가면 좋을 것으로 생각합니다.

전자공학 학부만 졸업하고, 반도체 기업에 입사했기 때문에 깊고 섬세한 글이 되지 못하는 점을 참고 부탁드립니다.

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1. Wafer Process

Wafer

 

먼저 웨이퍼는 실리콘(Si) or 갈륨비소(GaAs)를 성장시켜서 얻은 단결정 잉곳(Ingot)을 얇게 썬 원판입니다.

 

원료로 실리콘을 이용하는 것에는 여러 가지 이유가 있습니다만, 대표적인 이유는 세 가지입니다.

 

첫 번째로 지구 상에 풍부하게 존재하기 때문에 높은 접근성을 바탕으로 비용 부분에서 우위를 점할 수 있습니다.

두 번째로 독성이 없어서 환경적으로도 우수합니다.

세 번째로 적합한 밴드 갭(Band Gap)을 가지고 있습니다. 적절한 밴드 갭(Small Band Gap)을 활용하여 가전자대에서 전도대로 전자의 이동을 쉽게 조절할 수 있기 때문에 실리콘은 다른 원료들 보다 특성이 우수하다고 할 수 있습니다. 

잉곳을 만들어 주는 방법에는 크게 쵸크랄스키 방식과 플로팅존 방식으로 나눌 수 있습니다. 중요한 부분은 아니기에 전자를 기준으로 개략적으로 설명해 드리면, 단결정 실리콘을 녹아있는 실로콘 용액 위 표면에 접촉시키고 회전하며 성장시키는 방식입니다.

이후 잉곳(Ingot)의 말단을 제거하고 식힌 잉곳을 다이아몬드 칼을 이용해 절단합니다. 절단된 웨이퍼는 표면에 홈이 많고 거칠어서 바로 사용할 수 없기 때문에, 연마액과 연마 장비를 이용하여 폴리싱(Polishing)을 진행해야 양산에 사용할 수 있습니다.

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※요약

(1) 실리콘(Si), 갈륨비소(GaAs) 성장시켜서 얻은 원기둥을 잉곳(Ingot)이라고 부릅니다.

(2) 실리콘을 사용하는 대표적인 이유는 세 가지가 있습니다.

(3) 잉곳(Ingot)을 만드는 방식은 대표적으로 두 가지가 있습니다.

 

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이상, 읽어주셔서 감사드립니다.