Transcript Silicon Wafer란 ?

Silicon Wafer란 ?
실리콘이란?(1)
 실리콘은 회색의 깨어지기 쉬운 비금속성
의 4족 원소로서 지구상 물질의 27.8%를
차지하는 자연계에서 산소 다음으로 가장
품부한 원소 중 하나입니다.
 이 실리콘은 석영, 마노, 부싯돌, 해변가 모
래 등 다양한 물질들에 포함되어 있습니다.
실리콘은 반도체칩이 만들어지는데 주요
원재료입니다.
실리콘이란?(2)
 전기 전도성이 거의 없지만 정량의 도판트를 첨가
할 경우 원하는 비저항을 얻을 수 있는 장점이 있
습니다.
 실리콘의 이러한 특성과 쉽게 구할 수 있다는 점
에서 오늘날 반도체 원료로 가장 널리 쓰이고 있
습니다.
 ※ 산화 실리콘(모래) → Poly silicon → Single
crystal silicon ingot → Silicon wafer
실리콘 웨이퍼란?
 실리콘웨이퍼는 반도
체원판인 기판을 만드
는 기초소재로 고순도
실리콘 (규소)을 전기
로내에서 단결정 실리
콘으로 성장시킨후 절
단 연마 등의 공정을
거쳐 생산됩니다.
실리콘 웨이퍼의 특징
 ▶ Application:
 - System-in-aPackage and MEMS
 - DRAM, ASIC,
Transistor, CMOS,
ROM, EP-ROM
실리콘 웨이퍼의 제조과정(1)
 1. 실리콘 단결정 성장 (Monocrystalline
Growth)
실리콘 웨이퍼의 제조과정(2)
 2. 규소봉 절단(Wafer Slicing)
실리콘 웨이퍼의 제조과정(3)
 3. 표면 연마 (Wafer Lapping & Polishing)


Wafer의 한쪽 면을 닦아 거울처럼 반질거리게 한다.
이 연마된 표면에 전자회로의 Pattern을 그려 넣게 된다
실리콘 웨이퍼의 제조과정(4)
 4. 회로설계 : 컴퓨터 시스템(CAD)을 이용
해 전자회로 Pattern을 설계한다.
실리콘 웨이퍼의 제조과정(5)
 설계된 회로 패턴을
E-Beam설비로 유
리판 위에 그려
MASK(Retice)를 만
든다. Photo Mask
라고도 하는데 사진
용 원판의 구실을 한
다. 현상 공정에서
마스크를 Wafer위에
얹은 다음 강한 자외
선을 비추면 유리 위
에 그려진 회로가
Wafer에도 똑같이
그려진다. 사진의 현
상과 비슷하다.
5. 마스크 제작
실리콘 웨이퍼의 제조과정(6)
 6. 산화 (Oxidation)
 고온(800~1200도) 에서 산소나 수증기를
실리콘 웨이퍼 표면에 뿌려 실리콘 산화막
(SiO2)를 형성시킨다.
실리콘 웨이퍼의 제조과정(7)
 감광액을 웨이퍼 표면
에 골고루 바른다.
 그 다음 이를 살짝 구
워서 Aligner라고 불리
는 사진촬영장치로 보
낸다.이때부터 웨이퍼
는 사진의 인화지 역
할을 한다.
실리콘 웨이퍼의 제조과정(8)
 Stepper를 이용해 MASK 위에 그려진 회로
패턴에 빛을 통과시켜 PR막이 형성된 웨이
퍼 위에 회로패턴을 사진찍는 공정.
실리콘 웨이퍼의 제조과정(9)
 9. 현상 (Develop & Bake)
 일반사진현상과 동일. 현상액을 웨이퍼에 뿌리면 웨이퍼는 노
광과정에서 빛을 받은 부분과 받지 않은 부분으로 구별되는데
빛을 받은 부분의 현상액은 날라가고 빛을 받지 않은 부분은
그대로 남는다.
실리콘 웨이퍼의 제조과정(10)
 10. 식각(Etching)

웨이퍼에 회로 패턴을 만들어
주기 위해 화공약품(습식)이
나 부식성 가스(건식)를 이용
해 필요없는 부분을 선택적으
로 없앤다. 현상액이 남아있
는 부분을 남겨둔 채 나머지
부분은 부식시킨다.

식각이 끝나면 감광액도 황산
용액으로 제거한다. 이러한
패턴형성 과정은 각 패턴층에
대해 계속적으로 반복된다.
실리콘 웨이퍼의 제조과정(11)
11. 이온주입 (Ion Implantation)

회로패턴과 연결된 부분에 불순
물을 미세한 Gas 입자 형태로 웨
이퍼의 내부에 침투시킴으로서
불순물 주입은 고온의 전기로 속
에서 불순물 입자를 웨이퍼 내부
로 확산시켜 주입하는 Diffusion
공정에 의해서도 이루어진다.
실리콘 웨이퍼의 제조과정(12)
 12. 화학 기상 증착 (Chemical Vapor
Deposition)
 가스의 화학반응으로 형성된 입자들을 웨
이퍼 표면에 수증기 형태로 쏘아(증착) 절
연막이나 전도성막을 형성시킨다.
 일종의 보호막 같은 역할을 한다.
실리콘 웨이퍼의 제조과정(13)
13. 금속배선 (Metal Deposition)
 웨이퍼 표면에 형성된 각
회로를 금, 은, 알루미늄
선으로 연결시키는 공정.
 금속에 전기적 충격을 주
면 금속이 물방울처럼 증
발하는데 여기에 웨이퍼를
넣어 회로를 연결시킨다.
실리콘 웨이퍼의 제조과정(14)
 14. 웨이퍼 자동선별 (Electric Die Sorting)
 Chip 들의 불량 여부를 컴퓨터로 검사해 불량품을 골라낸다.
 불량 제품은 검은 잉크로 동그란 마크를 찍어 분류한다.