반도체에 대해 알아보기 5 - 포토 공정

 

포토공정

얇게 웨이퍼를 만들고 보호막 역할을 하는 산화막까지 형성시킨다음에는 회로를 그리는 작업을 합니다.

이를 포토공정 이라고 합니다. 포토 공정은 사진을 인쇄할 때의 기법을 이용하여 회로 패턴을 만들어내는 작업이기에 이름이 지어지게 되었습니다.

참고로, 포토 공정의 세부 과정으로는

 

포토 공정의 주요 과정 ,  출처  : ASML Korea

 

1. 접착제(HMDS) 도포

산화막을 형성한 웨이퍼에 기름인 접착제와 그위에 감광제를 도포 하기 전에 오염물질 및 물기를 없애기 위해 낮은 온도로 데워준 후(Baking), 접착체를 먼저 웨이퍼 위에 도포 합니다.

감광제를 먼저 도포할 수 없는 이유는 감광제가 소수성(물과 친하지 않은 성질)이기 때문에 접착체를 먼저 도포하여감광제와 웨이퍼가 잘 달라붙도록 합니다.

접착제 도포, 출처 :   https://news.skhynix.co.kr/1859

 

 

 2. 감광제(Photo Resist) 도포

접착체 도포 후 바로 감광제(Photo Resist)를 도포합니다. 감광제는 웨이퍼를 사진 인화지의 역할을 할 수 있게 해주는 용도 입니다. 고품질의 회로 패턴을 얻기 위해서는 막이 얇고 균일하게 도포해야 하며 빛에 대한 감도 또한 우수해야 합니다.
도포 후에는 웨이퍼 위에서 고루 펴지게 하기위해 회전을 이용해서 균일하게 해준다. 이를 Spin coating 이라고 한다

Spin Coating  출처 : 위키디피아

 

3. 노광(Exposure)

말 그대로의 노광이란, 감광제를 바른 웨이퍼를 빛에 노출시킨다는 의미입니다. 빛에 노출 시킬때는 빛 앞에 원하는 회로 패턴이 담긴 마스크와 렌즈를 앞에 두어 빛이 통과하는 부분과 그렇지 않을 부분을 이용하여 회로를 찍어냅니다.

출처 : 삼성반도체이야기

 

4. 현상(Developing)

일반 사진 현상과 동일한 과정입니다. 구체적으로는, 노광 과정에서 빛을 받은 영역과 그렇지 않은 경역이 구분되었다면, 웨이퍼에 현상액을 뿌려 가며 노광된 영역과 노광 되지 않은 영역을 선택적으로 제거해 회로 패턴을 형성하는 공정입니다.

 

이후에는 웨이퍼 검사 과정 및 불량 발생시에는 재작업이 진행됩니다.

 

산업에 대해

포토 공정 중 비중이 높은 부분은 Photo Resist 및 노광 장비로 아래의 이미를 통해 업체및 점유율을 파악할 수 있을 것 같습니다.

출처 : 한국일보, 19년 8월 자료

 

 

포토레지스트는 일본기업이 94 % 점유한 상태로 완벽한 독점 상태를 이루고 있습니다. 19년 7월에 우리나라에 대한 일본수출규제 품목 중, 일본에 거의 전량 의존하고 있는 포토 레지스트가 정해지면서 이슈가 되었던 적이 있습니다.

 

노광 장비는 '슈퍼 을' 이라고 불리우는 네덜란드 ASML 85%로 독점 체제를 이루고 있습니다. 삼성 이재용 부회장이 해당 업체의 장비를 구하러 직접 네덜란드로 갔었다는 뉴스가 나올 만큼 장비의 대한 공급이 매우 적은 것으로 보입니다.

 

다음으로는 국내 포토공정 관련 업체에 대해 소개해드리겠습니다