1. 웨이퍼 제조 공정 (Wafer Fabrication)
반도체 집적회로를 만들 수 있는 토대가 되는 얇은 원형 기판, '웨이퍼(Wafer)'를 만드는 첫 단계입니다. 규소(실리콘)를 뜨거운 열로 녹여 만든 잉곳(Ingot)을 다이아몬드 톱으로 얇게 절단하고 표면을 거울처럼 매끄럽게 가공합니다.
웨이퍼 표면에 산소(O₂)나 수증기(H₂O)를 고온에서 반응시켜 얇고 단단한 산화막(SiO₂)을 씌우는 과정입니다. 이 산화막은 다음 공정에서 회로가 엉키지 않도록 보호하는 절연막 역할과 불순물이 침투하는 것을 막는 보호막 역할을 합니다.
3. 포토 공정 (Photo Lithography)
웨이퍼 위에 반도체 회로 설계 도면을 그리는 작업입니다. 웨이퍼 위에 빛에 반응하는 감광액(PR)을 바르고, 회로가 그려진 마스크에 빛을 통과시켜 원하는 모양의 회로 패턴을 감광액에 찍어냅니다.
포토 공정에서 그려진 회로 모양을 제외한 나머지 불필요한 부분(감광액 또는 산화막)을 가스나 화학약품을 이용해 깎아내는 과정입니다. 이 과정을 통해 웨이퍼 위에 미세한 회로 패턴이 완성됩니다.
5. 증착 및 이온주입 공정 (Deposition & Ion Implantation)
깎아낸 웨이퍼 위에 원하는 물질(도체, 부도체 등)을 얇게 겹겹이 쌓아 올리는 '증착(Deposition)'과, 순수한 실리콘에 불순물(이온)을 주입해 전기적 성질(도체화)을 부여하는 '이온주입'을 진행합니다.
6. 금속배선 공정 (Metallization)
만들어진 수많은 트랜지스터와 소자들이 전기적으로 신호를 주고받을 수 있도록 길을 연결하는 단계입니다. 전기가 잘 통하는 알루미늄이나 구리 등의 금속을 회로 모양에 맞춰 얇게 깔아줍니다.
7. EDS 공정 (Electrical Die Sorting)
전공정이 끝난 웨이퍼 상태의 칩들을 검사하여 불량품을 골라내는 과정입니다. 프로브 카드(Probe Card)라는 미세한 침이 달린 장비를 칩에 접촉시켜 전기적 특성을 확인한 뒤, 불량 칩에는 잉크를 찍어 표시합니다.
웨이퍼 상의 칩들을 낱개로 잘라내어 외부 충격으로부터 보호하고, 메인보드 등 전자기기와 연결할 수 있도록 플라스틱이나 세라믹으로 감싸는 마지막 작업입니다. 이 공정을 거쳐 우리가 흔히 아는 형태의 반도체 칩이 완성됩니다.
