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전공자료

웨이퍼 가공 공정

by 덕민강 2023. 3. 24.
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다결정 실리콘

규사(SiO2)를 환원 반응을 이용하여 약 99% 순도의 실리콘을 얻은 후, 물리적 또는 증기 화학적 정제 방법을 이용하여 고순도 다결정 실리콘 덩어리를 얻는다.

 

단결정 성장

초크랄스키(Czochralski) 방법에 의해 초고순도 폴리실리콘을 단결정 실리콘으로 만드는 공정이다. 단결정 덩어리인 잉곳은 지름의 크기에 따라 200[mm], 300[mm]로 구분된다.

200[mm] 실리콘 웨이퍼 이상의 단결정 잉곳 제조 시간은 48시간 이상 걸리기도 한다.

또 다른 단결정을 만드는 방법으로는 부유 대역(Floating Zone) 방법이 있다.

 

연삭(Grinding) 및 자르기(Cropping)

성장된 잉곳에 대해 둥근 원통 모양으로 일정한 지름을 갖도록 다이아몬드 연삭기(Diamond Wheel)로 깎아내고, 양 끝의 지름이 다른 부분을 잘라내는 공정.

 

잉곳의 연삭 공정을 진행한 후 웨이퍼의 결정구조와 방향을 나타내는 방법으로 Flat Zone 연삭을 한다.

Flat Zone의 형성 모양에 따라 N형 / P형 웨이퍼와 (100) / (111) 웨이퍼를 구분한다.

 

절단(Wire Sawing)

잉곳을 일정한 두께로 절단(Slicing)하여 웨이퍼 형태로 만들어주는 공정이다.

다이아몬드 와이어(Wire)를 이용하여 절단한다.

 

모서리 가공(Edge Grinding)

웨이퍼 모서리를 둥그렇게 갈아내어 이후 웨이퍼 가공을 원할하게 하고 파쇄 및 손상을 방지하게 한다.

 

연마(Lapping)

웨이퍼 절단 시 발생한 표면의 손상을 제거하고, 평탄한 표면을 만들기 위한 웨이퍼의 양쪽 표면을 연마하는 공정이다.

 

표면 식각(Etching)

연마 가공 중에 발생하는 미세한 표면 결함을 제거하기 위해 질산, 불산, 초산 등 강산 용액을 사용하여 표면을 식각 처리하는 공정이다.

 

경면 가공(CMP)

가공된 웨이퍼의 평탄도와 면 정밀도를 향상시키고, 경면을 만들기 위해 화학적 기계적 연마 기술(CMP, Chemical Mechanical Polishing)을 이용하여 가공하는 공정이다.

 

세정(Cleaning)

CMP 가공 후 웨이퍼 표면에 남아 있는 연마 입자 및 마모 입자들을 세정해 주는 공정이다.

 

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