[1] 웨이퍼 공정(Wafer Process), among Eight Semiconductor Process

 

 

 

 

 

▶ 웨이퍼(Wafer)

 

 반도체 칩을 만드는 토대가 되는 얇은 원판을 의미한다. 이 웨이퍼 한장을 소잉(Sawing)해

 전자회로를 새기면 우리가 흔히 아는 반도체 칩이 만들어 지는 것이다.

 

한개의 웨이퍼 에서 더 많은 칩들을 만들 수 있도록 웨이퍼의 크기 역시 커지고 있다.

대부분의 웨이퍼는 초크랄스키(CZ)로 만들어진다.

 

 

웨이퍼 (Wafer)

 

 

▶ 웨이퍼 주 재료, Silicon

 

웨이퍼의 원재료는 실리콘(Si) 이고 실리콘은 규소로 주로 모래, 암석, 광물등에서 추출한다.

지구 지각의 약 1/3 정도로 구성하고 있는 만큼 풍부한 원소이다.

 

실리콘은 그만큼 가격 또한 저렴하고 구하기 쉽다

온도에 따른 물리적, 기계쩍 성질 변화가 적어 고온에서의 반도체 공정을 견딜 수 있고

소자 또한 동작 할 수 있다.

 

그래서 실리콘은 반도체 산업에 안정적으로 공급할 수 있는 재료이고 

독성도 없어 친환경 재료로도 사용이 가능하다.

 

 

 

 

 

▶ 웨이퍼 제조 과정 (Wafer Fabrication) ,CZ method

 

실리콘 웨이퍼 제조 과정은 보통 초크랄스키(Czochralski, CZ)성장법 으로 만들어진다.

가성비가 좋아 대부분의 웨이퍼는 이 방법으로 제조된다.

 

 

초크랄스키 공정( Czochralski Method, CZ Method) 과정

 

 

 

도가니(Quartz Crucible) 안에 실리콘 원석 덩어리인 폴리 실리콘(Poly-Si) 들을 채운 후 녹여준다.

1200~ 1300'C 온도로 녹여주여 다결정 실리콘인 폴리 실리콘 (Poly-Si)을 고품질은 단결정 실리콘(Single-SI)

으로 성장시켜준다.

 

 

 

 

 

녹은 실리콘 용액 도가니안에 씨드(Seed) 레이어를 푹 담근후 회전하면서  위로 빼게 되면

씨드 레이어 원석이 가지고 있는 원자 배열 상태대로 녹아있는 실리콘 용액이 붙으며 올라온다.

 

 

 

 

 

 

뽑아 올린 실리콘 용액이 둥근 모양의 잉곳(Ingot)이 되는 것이고

이 뽑아낸 잉곳을 자르게 되면 웨이퍼 가 되는 것이다 (CZ에 의한 Ingot)