반도체 종류
메모리반도체
종류
D램
낸드플래스
제조사
삼성전자
sk하이닉스
마이크론
시스템반도체(비메모리)
ARM: 특허 (원천)
설계: 애플, 엔비디아, 퀄컴, 테슬라, 미디어텍, NXP, LX세미콘, 삼성전자
제조(파운드리): TSMC, 삼성전자, UMC, DB하이텍
1) 반도체 8대공정
8대공정
1. 웨이퍼제조
2. 산화공정: 웨이퍼 표면에 산화막 형성
3. 포토공정(노광): 웨이퍼 위에 반도체 회로 그려 넣는 과정
4. 식각공정: 필요한 회로 패턴을 제외한 나머지 부분 제거 (산화막 제거)
5. 증착&이온주입 공정: 박막(회로 구분/연결/보호)생성, 전기적 특성 주입.
6. 금속배선공정
7. EDS공정(테스트): Electrical Die Sorting. 전기적 특성 검사 -> 개별 칩 품질 검사
8. 패키징공정: 외부환경 인터페이스 세팅.
2. 전공정 상세
웨이퍼 -> 산화 -> 포토 -> 식각 -> 이온주입/증착 -> 연마 -> 세정 -> 금속배선 -> 검사
2-1) 웨이퍼 제조
Ingot(실리콘 기둥, 잉곳)
모래 > 규소(실리콘) 추출 > 고온의 열로 용해 > 실리콘 용액 생산 > 잉곳 제조
잉곳 절단
지름 8인치,200mm(저사양) : DB 하이텍
지름 12인치,300mm(고사양 - AP,서버) : 삼성전자, TSMC
특징
장기공급계약
공급자 우위 시장 (상위 5개사)
공정기술 난이도 상승 -> 웨이퍼 수요 지속 증가
밸류체인
Shin-Etsu, SUMCO, SK 실트론, Siltronic
2-2) 산화(Oxidation)/열처리(Thermal)공정
실리콘 웨이퍼 표면에 산화막(
SiO₂) 같은 절연막을 만들거나(산화), 고온(800~1200)에서 웨이퍼 특성을 안정화/활성화(어닐링)하는 단계열산화방법
건식산화
습식산화
밸류체인
RTP 장비(급속 열처리 장비)
원익 IPS, AP 시스템
드라이 클리닝 장비 (웨이퍼 위 제거 불가능한 자연물 제거 목표)
피에스케이
2-3) 포토(노광, Photolithography)공정
가장 난이도가 높고 중요
회로 “패턴”을 웨이퍼 위에 그려넣는 단계. 포토레지스트(PR, 감광액) 도포 → 노광 → 현상으로 패턴을 만듬. (여기서
EUV가 핵심 키워드)필름역할: 포토마스크(회로설계도 그려짐)
인화지역할: 웨이퍼
감광액 -> 다만 앞으로 감광액 덜쓰거나 줄이는 기술들이 나오고 있음. 안쓰는 방향으로 갈 수 있음.
노광장비(DUV, EUV) -> 빛을 통해 웨이퍼에 회로 그리기. (빛을 선택적으로 조사)
감광액을 없어줌
DUV -> 두꺼운 빛(193, 248 광원) - ASML(80%), 니콘
EUV -> 가는 빛(13.5nm 광원) -> 7나노 이하 미세공정 - ASML(100%), 사이머(광원) - 미국회사
중국에 DUV, EUV 모두 수출 못함.
마스크 보호 -> 펠리클
밸류체인
노광 장비(EUV): ASML(사실상 독점)
포토마스크(회로 설계도): 에스앤에스텍
펠리클(마스크 보호 부품): 에스앤에스텍, 에프에스티 - EUV용은 만드는 중
감광액(웨이퍼에 도포) - 동진쎄미켐, 영창케미칼, 이엔에프테크(감광액 원료)
PR Strip - 피에스케이(감광액 제거 장비, 세계1등)
마스크 리뷰 - 파크시스템스(마스크 결함 발견, 원자현미경)
2-4) 식각(Etch, 에치)공정 - 소모성 부품 중요
포토로 만든 패턴을 “마스크”로 삼아서, 아래 막을 선택적으로 깎아내는 공정(플라즈마 식각 등)
포토공정을 거친 웨이퍼에 식각 물질 반응 -> 감광액에 보호받지 않는 부분 깎아냄.
판화 기법 - Etching 과 비슷한 원리 -부식액(etchant)을 이용해 불필요한 부분 선택적 제거.
방식
습식 -> 부식액
건식 -> 이온(플라즈마)
식각 부품
반도체 미세화 -> 가혹한 공정 환경 -> 부품 교체주기(30 -> 15) -> 부품 연간 필요량 (12 -> 30개)
Login -> 2 나노 공정
DRAM
D램은 여전히 “깊고 얇게(높은 종횡비)” 가는 싸움이라 식각/증착 난이도가 계속 올라감
1A, 1B, 1C -> 미세화 되면 식각공정이 더 들어감 (5step) -> 장비 수요 증가
3D-NAND -> 나중에 천단까지 한다면 -> HAR(고종횡비)
NAND는 DRAM보다 더 노골적으로 “3D로 높이 쌓는 게임”
적층 수가 늘어날수록 (예: 200L → 300L 방향)
구멍을 더 깊고 더 곧게 뚫고(식각), 더 균일하게 채우는(증착) 난이도가 확 올라가요.
구분1 - 쿼츠
부품중에서 가장 규모가 크다. 소모성
웨이퍼를 불순물 및 충격으로부터 보호하는 용기에 사용
천연쿼츠: 석영 유리로 이루어짐, 웨이퍼 보호
합성쿼츠: 천연쿼츠 단점 보완, 투과성 좋고, 수명 길다
구분1 - 파츠(Si, SiC 포커스링)
식각장비 내 플라즈마(건식 식각)를 웨이퍼 안으로 안정적으로 모아주고, 플라즈마 밀도를 균일하고 정확하게 유지시켜주는 역할. 소모성 부품
Si 파츠: 파츠중에 가장 많이 씀, 식각 장비 상하단에 사용, D램 위주, 100만원(쌈), 고온 강한데 강도 약함,
SiC파츠
NAND 위주, 삼성전자는 거의 1000단까지 -> SiC파츠 점점커짐, 250만원(비쌈), 강도 강함, 비싼대 제조 어려움 - 아무나 못함.
구분2 - Before Market (장비회사 직접 납품, 고마진)
티씨케이(SiC Ring 최초 개발) -> Applied Materials(AMAT), Lam Research(LRCX) 납품
하나머티리얼즈(Si, SiC) -> Tokyo ...