반도체 칩은 트렌지스터와 배선을 반도체 웨이퍼 상에 다수 형성하여 전기 회로를 배치한 것으로, 집적 회로( IC , LSI)라고 합니다. 이를 위해서는 먼저 배선 회로를 설계해야 합니다. 다음에, 설계한 전자회로를 반도체 웨이퍼 표면에 형성하는 전 공정, 마지막으로, 칩에 잘라서 조립을 실시하는 후 공정을 거쳐 완성합니다. 여기에서는, 고정밀도의 가공 기술·관리 환경이 요구되는 전 공정을 중심으로, 반도체의 제조 공정에 대해 설명해보겠습니다.
반도체 웨이퍼 표면에 형성된 트랜지스터와 배선은 매우 미세하기 때문에 웨이퍼 표면에 직접 배치할 수 없습니다. 그래서포토마스크라고 불리는 원판에 컴퓨터를 사용해 패턴을 그려, 이것을 웨이퍼 상에 전사하는 것으로, 회로를 형성합니다.
설계 공정에서는, 사양에 근거한 회로를 설계해, 포토 마스크를 제작합니다.
1.회로/레이아웃 설계
필요한 기능을 실현하는 회로를 사양에 맞춰 설계하고 시뮬레이션을 거듭하여 효율적인 패턴을 검토합니다.
2.포토마스크 만들기
투명한 유리판의 표면에 실제보다 크게 회로 패턴을 그려, 반도체 웨이퍼에 전사하기 위한 원판(마스터)을 작성합니다. 실제보다 크게 그리는 이유는 렌즈와 거울을 통해 해당 빛을 매우 미세하게 조절하기 때문입니다.이 미세한 정도를 나누는 기술에 따라서 DUV, EUV가 나뉩니다.
반도체 제조 공정의 전공정 이라고 불리는 반도체 웨이퍼 처리 공정에서는, 실리콘 웨이퍼 표면 상에 트랜지스터 등을 포함하는 전자 회로를 형성해 갑니다. 실리콘 웨이퍼는 초고순도로 0생성된 실리콘 단결정 잉곳을 얇게 절단하여 만들어집니다. 1장의 웨이퍼상에는 사각형 반도체 칩이 백개 이상 제조됩니다. 현재는 최대 직경 300mm의 실리콘 웨이퍼가 제조에 사용되고 있습니다.
1.Deposition : 배선이나 트렌지스터 층이 되는 박막층을 웨이퍼 위에 형성 합니다.
2.Exposure : 박막위에 PR을 도포하고 포토마스크에 빛을 조사해서 포토 공정을 진행합니다.
3.Ethching : 현상된 포토레지스트(감광액)을 마스크로 이용해서 박막을 배선의 형상으로 가공합니다
( 마스크를 제외한 부분을 제거하는 과정)
위의 과정을 반복하며 회로도에 맞게 층층을 쌓아가면 원하는 반도체를 생성할 수 있습니다.
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