링크드인의 ASML 게시글에 반도체 제조의 중요한 단계에 대한 설명이 있어 번역해 보았다
전체적으로 반도체 전공정에 대해 이야기하는 것 같다.
마이크로칩 공정의 시작은 실리콘 웨이퍼이다.
웨이퍼는 '잉곳'으로 알려진 99.99% 순도의 살라미 모양 막대의 실리콘을 얇게 썰어 매우 매끄럽게 연마한다.
만들어지는 구조 유형에 따라 전도, 절연 또는 반도체 재료의 얇은 막이 웨이퍼에 증착되어, 첫 번째 층을 웨이퍼에 인쇄할 수 있다.
이 단계를 일반적으로 '증착'이라고 한다.
그런 다음 웨이퍼는 '포토 레지스트' 또는 줄여서 '레지스트'라고 하는 감광 코팅으로 덮인다.
레지스트에는 포지티브와 네거티브 두 가지 유형이 있다.
포지티브 레지스트와 네거티브 레지스트의 가장 주요한 차이점은 물질의 화학적 구조와 레지스트가 빛에 반응하는 방식이다. 포지티브 레지스트를 사용하면 자외선에 노출된 부분은 구조가 바뀌고 용해도가 높아져 식각 및 증착이 가능하다.
리소그래피는 마이크로 칩의 트랜지스터가 얼마나 작을 수 있는지 결정하기 때문에 칩 제조 과정의 가장 중요한 단계이다.
이 단계에서 칩 웨이퍼는 리소그래피 기계에 삽입되어 깊은 자외선(DUV) 또는 극자외선(EUV) 빛에 노출된다.
이 빛은 복잡한 칩 설계를 위해 365 nm에서 13.5 nm까지의 파장을 가지고 있으며,
이는 모래알보다 수천 배 작은 칩의 가장 정교한 디테일을 만드는 데 사용된다.
다음 단계는 저하된 저항을 제거하여 의도된 패턴을 드러내는 것이다.
'에칭'을 하는 동안 웨이퍼가 구워지고 현상되며, 일부 레지스트는 3D 패턴의 열린 채널을 드러내기 위해 씻겨 내려간다.
(말이 어려운데, 쉽게 말하면 필요한 패턴들만 드러낸다고 생각하면 된다 )
식각 공정은 칩 구조의 전반적인 무결성과 안정성에 영향을 주지 않으면서 전도성 있는 특징을 정확하고 일관되게 형성해야 한다.
첨단 식각 기술을 통해 칩 제조업체는 이중, 4중 및 공간 기반 패턴을 사용하여 가장 현대적인 칩 설계의 작은 특징을 만들 수 있다.
웨이퍼에 패턴이 식각되면 웨이퍼에 양이온 또는 음이온을 주입하여 패턴 일부의 전기 전도 특성을 조정할 수 있다.
웨이퍼 소재인 초기 실리콘은 완벽한 절연체나 완벽한 전도체가 아니다.
실리콘의 전기적 특성은 그 사이에 있다.
전하를 띤 이온을 실리콘 결정으로 향하게 함으로써 전기의 흐름을 제어하고 마이크로칩의 기본 구성 요소인 트랜지스터를 만들 수 있다.
이것을 '이온 주입' 또는 '이온화'라고 한다.
작동 칩으로 실리콘 웨이퍼를 만드는 전 과정은 수천 번의 단계로 이루어지며 설계부터 생산까지 3개월 이상 걸릴 수 있다.
웨이퍼에서 칩을 꺼내기 위해, 그것을 얇게 썰고 다이아몬드 톱으로 잘라서 각각의 칩으로 자른다.
반도체 제조에 가장 많이 사용되는 크기인 300mm 웨이퍼에서 잘라낸 이른바 '다이스'는 칩마다 크기가 다르다.
어떤 웨이퍼는 수천 개의 칩을 포함할 수 있는 반면, 다른 웨이퍼는 몇 십 개만 포함할 수 있습니다.
한정된 크기의 웨이퍼에 얼마나 많은 미세 패턴을 그려넣을 수 있는가,
현대 반도체 산업 나아가 사회를 선도하는 것은 이러한 기술의 혁신이라 생각한다.
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