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실리콘 웨이퍼와 공정과정

by 천공라임 2022. 11. 6.

실리콘 웨이퍼란?

반도체 관련 기사를 보다보면 둥근 검은 판을 들고 있는 것을 본적이 있을것 입니다. 그게 바로 웨이퍼로 이는 보통 실리콘이라는 물질을 사용해 제작 합니다. 실리콘 웨이퍼는 폴리실리콘(고순도 다결정 실리콘)으로 만든 단결정 잉곳을 가공하여 만든 얇은 원형판(웨이퍼)입니다. 이러한 실리콘 웨이퍼를 추가로 가공함으로써 다이오드 및 트랜지스터와 같은 개별 반도체 장치에서 집적 회로 (IC)에 이르기까지 다양한 반도체 장치가 제조됩니다. 개인용 컴퓨터, 스마트 폰 및 기타 가전 제품과 같은 전자 제품에 설치되는 반도체 기판 및 태양 전지의 제조에 없어서는 안될 구성 요소이며, 이것이 없으면 현대 생활이 불가능합니다. 

 

실리콘 웨이퍼의 응용

실리콘 웨이퍼는 항상 사용하는 스마트 폰, PC, 게임 콘솔 등에 사용됩니다.실리콘 웨이퍼를 직접 볼 기회는 없지만 우리가 매일 사용하는 대부분의 전자 장치에 사용됩니다.또한 텔레비전, 에어컨, 자동차 및 IC 칩과 같은 반도체 장치가 필요한 다른 많은 장치에 사용됩니다. 실리콘 웨이퍼는 반도체 장치의 중요한 기초 재료이며 우리의 삶을 풍요롭게하는 데 없어서는 안될 필수 요소입니다. 반도체에 대한 수요는 스마트 폰, 개인용 컴퓨터, 자동차, 가전 제품 등의 진화로 인해 앞으로 더욱 빠르게 증가 할 것으로 예상됩니다.

 

웨이퍼 제작 과정

 

1. 폴리 실리콘 (다결정 실리콘)으로부터 실리콘 웨이퍼의 원료인 단결정 잉곳을 제조합니다. 반도체의 전기 

    저항을 조절하기위한 원료와 함께, 석영 도가니에서 폴리 실리콘을 녹여서 얻은 액체 표면에 종자 결정 실

    리콘 막대를 부착함으로써 잉곳이 생성됩니다.

 

2. 슬라이스 (절단)된 단결정 잉곳은 직경이 균일하도록 외부 주위를 연마합니다. 그 후 내부 주변 블레이드

    절단기 또는 와이어 톱을 사용하여 약 1mm 두께의 조각으로 슬라이스하여 웨이퍼 모양으로 가공합니다.

 

3. 기계 가공으로 인한 왜곡 및 손상, 웨이퍼 표면에 남아있는 불순물 등은 화학 물질을 이용한 화학적 에칭으

    로 제거합니다.

 

4.표면은 웨이퍼 평탄도를 높이고 거울 표면으로 마무리하기 위해 연마됩니다. 이때, 미세한 연마 입자와

   수 밀리미터 두께의 특수 천형 및 판 형 파일이 웨이퍼의 표면을 연마하는 데 사용됩니다.

 

5.웨이퍼를 청소 한 후 엄격한 검사를 거쳐 완료됩니다. 제조된 초 고품질 실리콘 웨이퍼는 전 세계의 다양한

   전자 부품에 사용됩니다.

 

+ 다이, 노치,플랫 존 

이렇게 생성된 실리콘 웨이퍼는 위 사진과 같이 전체적으로 둥근 모양을 띄며 다이 하나하나의 조각들로 나눠 상품화 되어 판매하는 것이다. 웨이퍼를 보면  뾰족하게 파진 부분이 있다. 이 부분을 notch(노치)라고 한다. 노치의 역할은 반도체 공정중 장비들이 웨이퍼의 방향성을 인식하는데 사용된다. 추가적으로 플랫존 역시 같은 역할을 하지만 노치가 상대적으로 적은 면적의 손해를 보기 때문에 최근에는 플랫 형태 보다는 노치를 사용하는 추세이다.

 

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