반도체 제조공정.. 전 공정, 후 공정 알아보기

반도체 8대 공정

반도체 8대 공정은 Wafer 제조, 산화공정, 포토공정, 식각공정, 박막공정, 금속배선 공정, EDS, 패키징으로 진행됩니다

 

반도체 8대 공정

| 반도체 제조 공정 (반도체 전 공정, 후 공정)

반도체 제조에는 기능적 집적 회로(IC)를 생산하는 데 중요한 단계인 전 공정 및 후 공정이 포함됩니다. 사전 공정에는 실리콘 웨이퍼에 깨끗하고 평평하며 균일한 표면을 만드는 일련의 단계가 포함됩니다. 첫 번째 단계는 웨이퍼 표면의 오염 물질을 제거하는 웨이퍼 세정입니다. 그런 다음, 포토레지스트 층이 웨이퍼에 적용된 후 패터닝됩니다. 여기서 포토레지스트는 패턴화된 광원에 노출되고 후속 공정 단계를 위한 패턴을 생성하기 위해 현상됩니다. 에칭은 패턴화된 포토레지스트에 따라 웨이퍼에서 재료를 제거하는 공정입니다. 이 단계는 용도에 따라 습식 또는 건식 방법을 사용하여 수행할 수 있습니다. 에칭 후에 남은 포토레지스트가 벗겨져 패턴 웨이퍼가 추가 처리를 위해 준비됩니다. 사후 프로세스에는 IC에 전기 연결 및 패키징을 추가하는 일련의 단계가 포함됩니다. 첫 번째 단계는 금속 상호 연결을 추가하여 IC의 개별 구성 요소를 연결하는 것입니다. 이것은 웨이퍼에 금속 층을 증착하고 포토리소그래피를 사용하여 패턴화한 다음 원하지 않는 금속을 에칭하여 제거합니다. 그런 다음 웨이퍼는 각각 완전한 IC를 포함하는 개별 칩으로 절단됩니다. 칩이 작동하고 사양을 충족하는지 확인하기 위해 테스트를 거칩니다. 마지막으로 칩을 리드 프레임에 부착하고 플라스틱 또는 세라믹 패키지로 캡슐화하여 물리적 손상 및 환경 요인으로부터 보호합니다. 전 공정과 후 공정은 모두 고품질의 신뢰할 수 있는 IC를 생산하는 데 중요합니다. 이 단계에서 발생하는 모든 결함은 IC의 성능과 수율에 상당한 영향을 미칠 수 있으므로 제조업체의 수익성과 평판이 저하될 수 있습니다.

 

| 반도체 전공정

"웨이퍼 제조" 공정으로도 알려진 반도체 전단 공정은 반도체 소자 제조의 초기 단계입니다. 이 프로세스에는 IC를 구성하는 다양한 레이어를 추가하고 정의하여 실리콘 웨이퍼를 기능적 집적 회로(IC)로 변환하는 여러 단계가 포함됩니다. 프론트엔드 프로세스는 화학 세정, 플라즈마 세정 또는 초음파 세정과 같은 다양한 기술을 사용하여 웨이퍼 표면의 오염 물질을 세정하는 웨이퍼 세정으로 시작합니다. 웨이퍼가 세척되면 열 산화를 사용하여 표면에 얇은 산화물 층이 성장합니다. 이 산화물 층은 후속 공정 단계에서 웨이퍼의 보호 층 역할을 합니다. 다음 단계는 포토마스크와 포토레지스트를 사용하여 산화물 층에 패턴을 만드는 포토리소그래피입니다. 포토마스크는 원하는 패턴을 포토레지스트에 전사하는 데 사용되는 패턴이 있는 크롬 층이 있는 투명판입니다. 포토레지스트는 산화물층에 도포되어 포토마스크를 통해 자외선에 노출되는 감광성 물질이다. 노출 후 포토레지스트가 현상되고 노출되지 않은 영역이 제거되어 패턴화된 포토레지스트 층이 산화물 층에 남습니다. 그런 다음 에칭을 사용하여 패턴을 포토레지스트 층에서 산화물 층으로 전사합니다. 이는 포토레지스트 패턴의 노출된 영역에서 산화물 층을 선택적으로 제거하는 화학 또는 플라즈마 식각액에 웨이퍼를 노출시킴으로써 수행됩니다. 산화층이 에칭되면 남아있는 포토레지스트가 제거되어 패턴화된 산화층이 남습니다. 증착은 IC의 다른 레이어를 생성하기 위해 패터닝된 산화물 레이어에 재료를 추가하는 프로세스입니다. 박막 증착을 위한 화학 기상 증착(CVD) 또는 금속층 증착을 위한 스퍼터링과 같이 증착되는 층에 따라 다양한 증착 기술이 사용됩니다. 증착 후 IC에 후속 레이어를 추가하기 위해 포토리소그래피, 에칭 및 증착의 또 다른 라운드가 수행됩니다. 이 프로세스는 IC의 다른 구성 요소를 연결하는 금속 상호 연결 레이어를 포함하여 IC의 모든 레이어가 추가될 때까지 계속됩니다. 마지막으로 웨이퍼는 개별 칩으로 절단되고 각 칩은 원하는 사양을 충족하는지 테스트됩니다. 프런트 엔드 공정은 기능성 칩을 리드 프레임에 부착하고 플라스틱이나 세라믹과 같은 보호 재료로 캡슐화하는 기능 칩 패키징으로 끝납니다. 전반적으로 프런트 엔드 프로세스는 IC의 기능과 성능을 결정하므로 반도체 제조에서 중요한 단계입니다. 고품질의 신뢰할 수 있는 반도체 장치 생산을 보장하기 위해 고급 기술과 전문 지식이 필요한 복잡하고 정밀한 공정입니다.

 

| 반도체 후공정

"백엔드 처리"라고도 하는 반도체 후처리는 반도체 장치 제조의 마지막 단계입니다. 여기에는 전자 장치에 사용하기 위해 프런트 엔드 프로세스 중에 생성된 기능적 집적 회로(IC)를 준비하는 여러 단계가 포함됩니다. 후처리 단계의 첫 번째 단계는 웨이퍼가 개별 다이 또는 칩으로 절단되는 다이 분리입니다. 그런 다음 자동 테스트 장비를 사용하여 다이를 테스트하여 요구 사양을 충족하는지 확인합니다. 이 테스트에는 IC의 전기적 성능을 확인하는 기능 테스트와 전압 및 전류와 같은 특정 매개변수를 측정하는 파라메트릭 테스트가 모두 포함됩니다. 다이가 테스트되고 분류되면 다이 본딩이라는 프로세스를 사용하여 리드 프레임이나 기판에 장착됩니다. 여기에는 에폭시 또는 솔더와 같은 전도성 접착제를 사용하여 리드 프레임 또는 기판에 다이를 부착하는 작업이 포함됩니다. 리드 프레임은 다이와 장치의 외부 회로 사이에 전기적 연결을 제공합니다. 와이어 본딩은 다음 단계로, 금이나 알루미늄으로 만든 가는 와이어를 사용하여 다이를 리드 프레임에 연결합니다. 와이어는 열과 초음파 에너지를 사용하여 영구적인 결합을 생성하는 열음파 결합 프로세스를 사용하여 다이와 리드 프레임의 결합 패드에 부착됩니다. 와이어 본딩 후 장치는 몰딩이라는 프로세스를 사용하여 플라스틱 또는 세라믹과 같은 보호 재료로 캡슐화됩니다. 이는 습기, 먼지 및 온도 변화와 같은 물리적 손상 및 환경 요인으로부터 장치를 보호합니다. 마지막으로 리드 프레임이 다듬어지고 핀이나 솔더 볼과 같은 장치의 외부 연결이 형성됩니다. 그런 다음 장치를 다시 테스트하여 최종 사양을 충족하고 전자 제품에 사용할 준비가 되었는지 확인합니다. 전반적으로 후처리 단계는 반도체 장치의 기능과 신뢰성을 보장하는 데 중요합니다. 여기에는 전자 장치에 사용할 다이를 준비하기 위한 몇 가지 정밀하고 자동화된 단계가 포함되며 이 단계에서 발생하는 모든 결함은 IC의 성능과 수율에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다.