반도체 장비 종류 | (Eng) 2천억 짜리 반도체 장비 리뷰?! 지금껏 본 적 없는 나노 세계를 보여드립니다 [주Q멘터리] 인기 답변 업데이트

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반도체공정장비 5대요소

Gas 배기 설비 GN2 공급 설비
전기 공급 설비 Air 공급 설비
냉각수(PCW) 공급 설비 공정 Gas 공급 설비

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#ASML #EUV #반도체공정
*이 영상은 ASML의 지원을 받아 제작하였습니다*
주연의 시각으로 푸는 기술 이야기를 담은 시리즈 [주Q멘터리] 입니다.
어릴 때부터 과학다큐를 좋아해서 이런 시리즈를 꼭 한 번 만들어 보고 싶었어요!
전문분야의 기술 취재 지원이 필요하고, 제작에 많은 시간이 들어가는 시리즈이다 보니 자주 업로드 하지는 못할 것 같지만, 앞으로도 종종 [주Q멘터리]를 통해 [우리가 흔히 쓰는 물건들에 담긴 재밌는 기술 이야기들] 들려드릴게요.
첫 번째 편은 ‘반도체’에 관한 이야기 입니다.
그 중에서도 특히 요즘 반도체 산업에서 가장 주목 받고 있는 기술인 EUV에 대해 다뤄봤습니다.
전문분야의 기술 취재 지원이 필요하고, 제작에 많은 시간이 들어가는 시리즈이다 보니 자주 업로드 하지는 못할 것 같지만, 앞으로도 종종 [주Q멘터리]를 통해 [우리가 흔히 쓰는 물건들에 담긴 재밌는 기술 이야기들] 들려드릴게요.
관련 제보나 지원 문의는 이쪽으로! [email protected]
✔️ 기획/제작: 김주연
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반도체 제조공정 및 용어설명 – 아이투자

반도체장비업체도 세분하면 일반적으로 전공정장비 및 후공정장비로 구분되며. 전공정장비는 다시 1) Main장비- CVD(화학증착장비), Asher, 식각장비, Track장비 등 와

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Source: m.itooza.com

Date Published: 8/5/2022

반도체 장비 회사 종류 및 어떤일을 하는가? 국내 반도체 장비와 …

있습니다. 크게는 전공정, 후공정, 검사장비로 나눠집니다. … 차지하고 있습니다. … 한화로는 약 18억에서 24억에 이릅니다. … 반도체 장비 산업은 크게 …

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Source: laboratoryofgenius.tistory.com

Date Published: 3/15/2021

반도체 공정 / 업체 / 장비 종합정리 – 네이버 블로그

그래서 여러가지 종류의 스캐너들이 등장하게 되는데 그중 첫번째가 immersion입니다. 한번 알아보겠습니다. 앞에서 설명되었지만 마스크 상의 패턴을 …

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Source: m.blog.naver.com

Date Published: 12/15/2021

반도체 장비 개요 – Prezi

반도체 장비 개요 · 1) 코팅기 : 감광액 도포 설비로 웨이퍼 표면에 감광액을 고르게 도포해 주는 장비 · 2) 스테퍼 : 반도체 제조용 카메라로 자외선을 이용하여 마스크상의 …

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Source: prezi.com

Date Published: 7/6/2021

반도체 장비 관련주 총정리! – LUNAblossom

반도체 장비 관련주 총정리! · 1. 인텍플러스 · 2. 테크윙 · 3. 기가레인 · 4. GST · 5. 성우테크론 · 6. 티에스이 · 7. 유진테크 · 8. 디아이.

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Source: lunablossom.tistory.com

Date Published: 10/2/2022

반도체장비 – 로보스타

… 원활한 이송에 활용되는 반도체 장비로써, 국내 및 해외 주요 반도체 생산현장에 공급하고 있으며, 다양한 종류의 모델을 보유하여 고객만족을 실현하고 있습니다.

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Source: www.robostar.co.kr

Date Published: 12/30/2022

Best Choice 반도체 장비 종류 Update

반도체 장비 EUV, 반도체 종류, 반도체 시장상황. Update New. Updating. + 여기서 자세히 보기. Read more. 반응형. 시스템반도체, 비메모리반도체, …

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Source: th.foci.com.vn

Date Published: 6/5/2021

국내 반도체 장비 업계 “2분기 좋았다” – 디일렉

세메스, 원익IPS, 에스에프에이, 케이씨, AP시스템, 피에스케이, 이오테크닉스, 한미반도체, 테스 등이다. 세 자릿수 이상의 매출 성장률을 기록한 업체는 …

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Source: www.thelec.kr

Date Published: 11/19/2022

주제와 관련된 이미지 반도체 장비 종류

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주제에 대한 기사 평가 반도체 장비 종류

Author: 주연 ZUYONI
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Date Published: 2020. 8. 25.
Video Url link: https://www.youtube.com/watch?v=wH7D8V47etk

반도체 제조공정 및 용어설명

반도체 제조공정과 용어에 대해서 간략하게 설명 드립니다..

(저도 이분야 종사하지 않기 때문에 오류가 있음을 먼저 밝힙니다..)

반도체 재료업체를 크게 세분하면 일반적으로 전공정재료와 후공정재료로 구분된다.

전공정재료는 다시

1) 기능재료 – 반도체의 기판이 되는 웨이퍼 – 와

2) 공정재료 – 웨이퍼를 가공하여 칩을 제조하는데 사용되는 소재로 포토마스크,

포토레지스트, 반도체용 고순도 화공약품 및 가스류, 페리클, 배선

재료 등 – 로 구분되며,

후공정재료에는

구조재료- 리드프레임, 본딩와이어, 봉지재 등 – 가 있다.

반도체장비업체도 세분하면 일반적으로 전공정장비 및 후공정장비로 구분되며

전공정장비는 다시

1) Main장비- CVD(화학증착장비), Asher, 식각장비, Track장비 등 와

2) 주변장비- 세정장비, 개스캐비넷, Chiller, Scrubber 클린룸설비, 반도체 배관

설비 등으로 구분되며,

후공정장비는

1) 검사장비(Test Handler, Chip Mounter, Burn-in System 등)와

2) 기타장비- 패키징 장비(몰딩, 트리밍, 포밍장비), 레이저 마킹장비 등으로

나누어진다.

그림으로 보면 아래와 같습니다..

간단하게 반도체 기업에서 자주 나오는 용어들에 대해서 설명을 하자면

1) 화학기상증착(CVD : Chemical Vapor Deposition)

화학기상증착이란 반도체 제조공정 중 반응기 안에 화학기체들을 주입하여 화학반응에 의해 생성된 화합물을 웨이퍼에 증기 착상시키는 것을 말하며 이 과정에 사용되는 고순도 약액 또는 특수가스를 화학기상증착재료라 한다.

증착법에는 크게 네가지로 분류되는데 1) 상압화학기상증착 (AP CVD : Atmospheric Pressure CVD), 2) 저압 화학기상증착(LP CVD : Low Pressure CVD), 3) 열화학증착 과 4) 플라즈마 화학 증착 (PE-CVD)으로 나눌 수 있다

2) 식각재료(Etchants) 및 세정재료(Cleaning Chemicals)

식각재료는 반도체 제조공정 및 웨이퍼 제조공정은 물론 평판디스플레이 제조공정에서도 광범위하게 사용되는 재료이다. 우선 식각 이라 함은 웨이퍼 표면이나 평판디스플레이 기판에 반도체 집적회로를 형성시키기거나 필요한 부위를 얻기 위하여 화학약품 및 특수가스의 화학반응을 이용하여 얻고자하는 패턴을 만드는 작업을 식각 이라 하며 이러한 공정에 사용되는 약품이나 특수가스 및 기타재료를 식각재료라고 한다.

세정이란 웨이퍼나 평판디스플레이 표면에 반도체 패턴이나 도선 패턴 등을 형성시킬 때 금속오염물이나 입자들을 각각의 제조공정을 수행하기 전ㆍ후에

고순도의 약품을 사용하여 제거시켜주는 작업을 세정이라 하며 반도체공정에서 30 ∼ 40% 정도가 세정공정이 차지함으로 세정재료의 중요성은 지대하다 할 수 있다.

3) 포토마스크 : 석영유리판에 회로를 묘화한 회로도의 원판

4) 포토레지스트(P/R) : 회로를 사진 현상하기 위한 감광액

5) 리드프레임 : 칩과 외부회로와의 접속을 위한 지지대

6) Etching (식각)

Silicon Wafer에 필요한 부분만을 남겨놓고 불필요한 부분을 화학 또는 가스로 녹여내는 제작과정

7) Bonding

주로 Wire Bonding이라고 일컬어지며 반도체 제품의 조립시 Chip의 PAD와 외부 단자를 도선으로 연결하는 작업

8) Chiller(칠러)

반도체공정 중 주로 Etching(식각)공정에서 Process Chamber 내의 온도조건을 안정적으로 제어하는 온도조절장비

9) Asher(에셔)

건식 식각이나 이온 주입 등에 의해 굳어진 감광액의 건식 제거(Dry Strip)용 반도체 전공정 장비

10) Burn in System

높은 온도(83℃~125℃)로 Device에 열적 Stress를 가하여 Test하는 장치

11) Capillary

Wire Bonding 공정에서 금선을 연결하는데 사용하는 도구 (Ball 모양을 형성해주고, Wire를 끊어 주는데 사용)

Gold Wire로 접합하는 Bonding 작업시 Gold Wire를 Bonding 위치에 정확히 안내하고, 또한 Gold Wire가 Chip에 단단하게 연결될 수 있도록 초음파를 Bonding 부위에 전달시키는 기능을 수행하는 초정밀 가공제품

12) Cascade System

3단으로 되어 있는 작은 폭포로써 순수한 물(DI Water)이 흐르면서 바닥으로부터 질소가 분출되도록 하여 Wafer를 헹구는 장치

13) Gold Wire : 반도체 소자인 Die와 Package 단자간을 연결하는 금속 세선

14) Slurry Supply System

반도체 제조공정중 하나인 CMP공정에 슬러리를 공급하여 웨이퍼 표면을 초미세 평탄화하는 장치

15) TRAY

반도체 소자, 반도체 및 LCD Module제품(정밀전자 부품)을 외부의 충격이나 정전기, 전자파 등으로부터 안전하게 보호할 수 있도록 제작된 제품

16) Si, AI203, Quartz (구체적인 설명은 나도애널리스트 란의 “에스엔티” 참조)

반도체 제조장비 부분품

17) NF3

반도체 및 LCD 세정용 특수가스

18) C.C.S.S

반도체와 LCD전공정에 필요한 Chemical을 배관을 통해 생산장비로 원격공급하는 자동화 System이며, 다양한 형태의 제품으로 응용이 가능

19) WET SYSTEM

반도체용 각종 Cleaner 및 LCD용 세정 system, Glass Etching system등으로 Fab공정중 Etching 및 세정시에 사용되는 전공정 장비로서 기존에는 주로 일본에서 수입하였으나, 최근 국산화 개발로 수입 대체중인 제품.

20) RF-Genertor

반도체 전공정 장비(Etch, CVD, 등)의 Plasma 발생 전원장치로 사용

21) Pellicle (소형펠리클)

반도체Device 제조시 Photolithography(노광식각)공정에서 Photomask(반도체설계회로도)를 이물질로부터 보호하기 위해 사용되는 부품

22) GAS SCRUBBER

반도체및 LCD 생산설비의 독성 GAS 농도를 분해하여 배출하는 장비로 Air+Heating Condition에 반응, 고온에서 분해, 2차 분해후 Powder Collector를 통해 분진을 모집.

23) DI(DI Water)

이온이 함유되지 않은 물이란 뜻으로, 불순물을 제거시킨 순수 Wafer의 세정 및 절단시 용수로 사용됨

24) Dicing

편도 절단이라고도 하며 Wafer절단 방식의 하나로 단일 방향으로 절단하는 방식(왼쪽에서 오른쪽 으로만 절단)

25) Flash Memory

일반메모리 반도체와 달리 전원이 꺼져도 저장된 데이터가 그대로 보존되는 반도체

26) Foundry

생산공장을 의미하는 Fabrication Plant와 동의어로 쓰이며 마이크로프로세서를 실제로 생산하는 장소, 반도체 수탁생산업체

27) Utility

공기, 질소, 진공, 순수, 전원 등 제반 공정에 필요한 요소들을 통틀어 일컫는 말

28) Wafer

규소박판으로 규소(Si)를 고순도로 정제하여 결정시킨 후 얇게 잘라낸 것으로 반도체 소자를 만드는데 사용함

이전에 더 많은 자료가 있었는데 사라져 버려서 아쉽게 저장되어 있는 자료 한에서만 올렸습니다..

국내 반도체 장비/재료 관련 기업

– 실적은 04년 실적이고 괄호 안의 %는 03년 대비 증가율입니다..

– 올초에 작성한 거라 시가총액이 05년 2/15일 기준입니다.

– 올초 이후 신규등록된 기업과 업종 변경한 기업들도 있을 것입니다..

(반도체 장비 관련기업)

(반도체 재료관련 기업)

반도체 공정이나 기타 설명에 대해 자세히 알고 싶으신 분들은 다음과 같은 사이트에 가시면 많은 것을 배우실수 있을거라 생각됩니다..

1) http://www.ksia.or.kr/semi/1-1.htm

-> 반도체 기초용어, 제조과정 그림으로 쉽게 설명

2) http://www.icbank.com/

-> 반도체 동향 및 반도체에 관한 자료

3) http://myhome.naver.com/bluelogic/data.html

-> 이준호 씨라는 개인 홈페이지 인데 이곳의 반도체 자료실란이 유용함

4) http://www.semimaterials.com/kor/korean/offer_wafer.html

-> 반도체의 모든 공정에 대한 설명 (약간의 난이도 요함)

그외 상기 제공된 싸이트에 링크된 자료를 보면 여러 경도를 통해서 얻으실 수 있을 겁니다..

다시 읽어보니 많이 부족하네요..

혹시 이 분야의 전문가분이나 더 잘 알고 게시는 분들의 보충설명 부탁드리며

더 좋은 자료가 있으시면 같이 공유했으면 합니다..

반도체 공정 / 업체 / 장비 종합정리

웨이퍼 생산하는 단계는 후에 설명하기로 하고 먼저 전(Front)공정의 시작이라 할 수 있 는 리소그라피부터 해서, 반도체 생산 공정 및 업체와 설비에 대해 최대한 종합해서 정리 해 보도록 하겠습니다.

반도체 공정을 그림으로 보겠습니다. 아래 세개 그림을 같이 보면 이해가 잘 될 것으로 생각 하는데요,

첫번째 그림이고요,

두번째 그림 ,

그리고, 마 지막으로 세번째 그림입니다.

개인적으로는 첫 번째 그림이 가장 기본적으로 이해해야 할 그림이라고 생각하구요,

그래서 첫 번째 그림 위주로 설명을 해보겠습니다.

일단 위 그림의 번호 없는 첫번째 그림은 웨이퍼를 산소와 반응시켜 SiO2, 실리콘 옥사이 드를 만 드는 과정입니다. 아래 그림처럼 공정이 진행되죠.

그런다음, 그 위에 Photoresist (PR) 라는 것으로 코팅을 합니다. 여기서, PR과 관련해서

트랙공정 이라는 용어 가 자주 나오는데요, 트랙공정 중 주된 설비가 Coater 라는 것입니다. 주로 PR 박막 제조시 많이 쓰이는 공정으로 액상의 물질을 웨이퍼 위에 떨어뜨린 후 웨 이퍼를 빠르게 회전시켜 균일한 박막을 만들때 쓰이는 장비입니다. 아래 그림과 같습니다.

대표적인 회사로운 TEL(83%)와 Dainippon Screen(8%), 그리고 ASML(4%)이 있습니다.

참고로 말하면 우리나라 기업인 케이씨텍이 2006년에 스핀리스 코터를 개발하였는데요, 이건 LCD박막에 사용되는 것으로 스핀리스 코터를 사용하면 기판을 회전하며 PR를 도포 하는 기존 방식에 비해 PR 사용량을 10분의 1 가까이 줄일 수 있다고 합니다.

전체적인 트랙공정을 보았을때 일본의 TEL이 절대적인 위치를 차지하는 업체입니다.

그럼 다음으로 넘어가서, PR을 코팅한 다음부터 본격적인 리소그라피 공정이 시작되는데 요, 전공정의 가장 중요한 단계입니다.

위의 2번 그림처럼 실리콘 기판에 PR을 도포하고 그 위에 포토마스크를 놓고 UV광선을 쪼아줍니다. 패턴을 만드는 작업인데요, 아래그림이 마스크(또는 포토마스크)라는 거고 re ticle이라고 도 합니다. 리소그라피 공정에서 가장 기본적인 설비죠. 이 마스크(Reticle)는 E- Beam으로 만 들구요. 주요회사 는 , ASML, Nikon, Canon이 있죠.

위에서 언급한 UV광선을 쪼아주는 설비가 스캐너( 노광기 ) 입니다. 이건 Photo-resist(PR)가 코팅된 웨이퍼위에 원하는 패턴이 형성된 마스크를 올려놓고 자외선을 쬐어주어 PR에 원 하는 패턴을 전사시키는 기능을 하게 되는 거죠. 독보적인 업체가 네덜란드의 ASML이고 그 뒤를 일본의 Nikon이 뒤따르고 있습니다. 2010년 한창 반도체 미세공정 경쟁이 심화되 었을때, 칩 메이커들이 돈가방을 싸들고 ASML을 방문해도 설비를 원하는 때에 받기가 어 려웠었고 현재도 거의 비슷한 상황이라고 보시면 됩니다.

여기서 PR을 develop하는 방법에 따라 두가지 종류가 나뉠수 있는데요, PR이 빛을 받은 부분이 반응하여 제거되면 Positive, 빛을 받지 않은 부분이 제거되면 Negative라고 부릅니 다. 아래 그림처럼요.

여기까지의 과정을 마치게 되면 바로 아래 3번 그림과 같이 패턴이 형성되는 거죠.

Etch로 넘어가기 전에, 잠시만 관련 설비를 더 언급하자면, Stepper 라는 설비도 자주 나 오는데요, Stepper는 노광기의 일종으로 이를 이해하기위해서는 위에서 언급한 PR에 투영 하는 포토 마스크를 이해하여야 합니다.

마스크의 상이 1:1로 투영되는 것과 일정한 비율로 축소되어 투영되는 것이 있는데 1:1의 경우 패턴의 크기가 1um이상일 경우나 패턴의 형상이 노광되어지는 면적 전체에 완성되 는 경우에 이용되며 이때 사용되는 노광기를 Contact aligner이라 부릅니다. 즉 마스크와 PR을 접촉시킨 상태에서 자외선을 조사시 키는 거죠.

이와달리 패턴사이즈가 1um이하이거나 같은 형상이 계속 반복될경우 마스크에 원래 원하 는 패턴 사이즈의 정수배로 확대하여(보통 4배) 만든다음 마스크와 PR이 코팅된 웨이퍼를 적정거리로 유지한다음 마스크 상하에 적당한 축소광학계(렌즈)를 이용하여 자외선을 조 사시킵니다. 아래 그림을 보시죠.

이때 우리가 흔히 알고 있는 D램의 경우와 같이 한장의 웨이퍼에 같은 다이(Chip) 가 계속 반복하여 형성이 될 경우 웨이퍼나 마스크를 x, y방항으로 한step씩 옮겨가며 자외선을 노광시킵니다. 그래서 이와 같은 축소 광학식 노광기를 stepper라고 부릅니다. 아래 그림 처럼 순차적으로 이동시키는거죠.

그럼 일견 간단하게 보이는 이 리소그라피 공정이 왜 중요한가하면 , 반도체 패턴이 복잡, 세밀해지면서 손톱크기보다 작은 다이위에 패턴을 선명하게 조사시키는 것이 무척이나 어 려운 일이 되었 기 때문이죠.

그래서 여러가지 종류의 스캐너 들이 등장하게 되는데 그중 첫번째가 immersion 입니다. 한 번 알아보겠습니다.

앞에서 설명되었지만 마스크 상의 패턴을 렌즈를 사용하여 축소해야 하는데요 (위 그림 참조) 여기서 문제는 resolution이 나빠지게 되는 단점이 생기게 된다는 것이죠. resolutio n이 나빠지는 이유는 렌즈와 웨이퍼 사이에 있는 공기가 빛의 굴절을 방해한다고 생각하 시면 됩니다. (아래그림 참조)

이런 이유로 물의 굴절률을 사용하여 해상도를 높여 선명한 패턴을 얻으려고 고안된 방법 이 바로 immersion방식입니다.

기존 100nm급 이상의 반도체 공정에서는 크립톤플로라이드(KrF, 248nm), 90nm급 이하에 서는 아르곤플로라이드(ArF, 193nm), 45nm급 이하에서는 플루오린(F2, 157nm)을 사용합 니다. 현재까지는 이 이하급에서는 EUV공정을 사용해야 한다고 하는데요, 비용절감을 위 해 대신 기존 아르곤플로라이드에 물을 투입하는 immersion방법을 사용하기도 합니다. 실 제로 인텔은 최근에 자사의 15nm급 공정까지 이 immersion방식을 사용하겠다고 언급한 상태입니다.

45nm급에서 PR의 resolution이 흐려지는 것을 극복하기 위해 고안된 2번째 주요 방법이 DPT(Double Patterning)입니다. 특별하게 어려운 개념이라기 보다는 앞에서 설명한 리소그 라피 방법을 두번 연속해서 사용하는 것이죠. 아래 그림을 보시죠.

PR도포를 하고 스캐너로 쏘고 Develop을 한후 일정 Gap을 두고 다시한번 동일 공정을 하 는 방법입니다.

DPT에는 여러방법이 있으나 그중 가장 많이 쓰이는 방법은 Self-aligned DPT라는 방법 인 데요,

이 Self-aligned에 대해서는 나중에 설명해 보도록 하겠습니다.

그럼 이제 4번 그림의 Etch로 넘어가보기로 하겠습니다. Etch를 통해 진정한 패턴이 형성 되는 거죠. 위 그림을 기준으로 이야기하자면, Etch 설비를 이용해서 실리콘 옥사이드를 깎아 내는 건데요, 보통 2가지 방법이 있습니다. 아래 그림을 보시죠.

대세는 Dry 방식입니다. 플라즈마를 이용하는데요, 아래 그림과 같이 플라즈마가 에칭될 부분을 때리면서 식각할 부분의 원자들을 떼어 날아간다고 생각하시면 이해하시기 쉬울 겁니다. 그리고 PR이 덮혀있는 부분은 이런 식각과정에서 보호가 되는 것이죠. 아래 그림 을 보시구요.

그런데 이 dry etch도 어떤 물질을 식각하느냐에 따라, dielectric, silicon, metal 시장으로 나뉩니다. 이 중에서 silicon과 metal을 합쳐서 conductor시장이라고 부르는데요, 보통 poly 시장이라고도 합니다. 반면 dielectric은 oxide시장이라고도 하죠.

예전까지만 해도 대략적인 비중은 dielectric:conductor = 60%:35%였는데요, 요즘은 DPT 기술 도입과 기타 신공정 도입으로 인해 Conductor중 silicon시장이 급성장하고 있는 추세 입니다.

반도체 공정에서 중요한 공정중 하나가 바로 이 etch 공정 입니다. 요즘같은 미세화 공정 이 심화될 수록 etch의 중요성이 매우 커지게 되는데요, aspect ratio (폭:깊이) 라는 개념 을 아실텐데요, 요즘에는 이 비율이 1:10정도로 그만큼 깊고 얇게 홈을 뚫어야 하는 필요성 이 대두되면서 그만큼 etch공정도 중요하게 여겨지게 된거죠.

잠깐 더 설명을 하자면, 이러한 에칭공정상의 challenge를 극복하고자 나온 방법이 몇가지 가 있는데요, 그중에 하나가 바로 hardmask라는 개념입니다. 이 하드마스크를 증착하는 것이 바로 CVD설비이고, 좀 더 자세히 말하면 PE CVD설비인데요, CVD는 나중에 다시 설 명하기로 하고 간략하게 hardmask만 설명을 하면,

스캐너의 파장이 짧아지면서 초점심도(Depth of Foucs)가 낮아지게 되는데 이로 인해 Pho toresist의 Thickness가 매우 얇아지게 됩니다. 더불어 Aspect Ratio가 높아지면서 선택비가

낮은 건식 식각 공정의 채용이 확대되고 있 죠 . 이로 인해 Hardmask의 도입이 확대되고 있는 상황 입니다. Hardmask로는 탄소(Carbon)이 혼합된 ACL(Amorphous Carbon Layer)가 널리 사용되고 있 고 SiO, SiN, Poly-Si, 등과의 식각 선택비가 매우 높아 건식 식각의 도입 확대 추세에 발맞춰 보편화되고 있 습니 다. ACL은 감광막 패턴 제거시 ARC막의 제거를 용 이하게 하는 기능도 있 는데요, ARC공정과 마찬가지로 ACL 공정에서도 PECVD가 우월한 성능을 보여주고 있 는 상황입니다. 아래 그림을 보시면 Carbon이 ACL인데요 결국에는 PR 과 같은 보호막 역할을 해주는 거죠. 나머지 ARC나 PECVD는 후에 좀 더 자세히 보도록 하겠습니다.

ACL말고도 앞에서 언급한 Etch공정의 challenge를 보완하고자 생긴것중 하나가 다마신이 라는 방법 이 있습니다.

이 공정에 대해 설명하기 위해 먼저 Cu공정이라는 것을 이야기해야 겠네요.

반도체에서 많이 이야기되는 공정중에 Cu공정(copper, 구리의 원소기호로 보통 카파공정 이라고 합니다.)이라고 하는 게 있는데요, 일단 반도체 중에 배선공정에 사용되는 물질을 기존의 알루미늄에서 구리로 대체한다고 보시면 됩니다. 그럼 왜 알루미늄을 구리로 대체 할까요?

네이버에 다른 분이 올려주신 답변입니다.

반도체 배선공정에서 쓰이는 물질이 기존에는 값이 싸고 특성이 좋은 알루미늄을 사용했 습니다. 하지만 반도체소자의 더 빠른 신호전달 속도를 얻기 위해 배선물질을 구리로 대 체했습니다. 구리는 알루미늄보다 더 낮은 비저항 값을 가지고 있고 높은 일렉트로 마이 그레이션 저항을 갖습니다.

낮은 비저항 값은 빠른 신호전달을 의미합니다. 그리고 높은 일렉트로 마이그레이션 저항 을 간단히 설명하겠습니다. 전류는 전자의 흐름입니다. 이러한 전자의 흐름이 배선물질 즉 알루미늄을 타고 이동하다가 알루미늄 원자들을 한쪽방향으로 밀어내는 것입니다. 결 국 한쪽방향으로 이동한 알루미늄은 단락이 되어버리는 것입니다. 그렇게되면 반도체소자 는 제대로 작동하지않습니다. 이것은 소자의 안정성 및 내구성을 표현하는 특성입니다. 그러므로 저항 이 클수록 이런 전자의 흐름에 움직이지않고 단단히 고정되어 있을 수 있습 니다. 그래서 이런 두가지 측면에서 구리가 알루미늄보다 우수한 특성을 가져서 배선물질 로서 구리가 등장하게 되었습니다.

하지만 구리는 건식식각으로서 에칭이 매우 어렵기 때문에 다마신 공정을 사용하게 되었 습니다. 알루미늄은 에칭이 비교적 잘 되므로 패턴을 형성하기가 쉽습니다. 하지만 구리 는 그렇지 않습니다. 다마신공정(상감기법)은 미리 실리콘 웨이퍼에 패턴을 형성해 놓고 전해도금법등을 이용하여 구리를 증착시키고 필요없는 부분은 CMP공정으로 제거하는 공 정입니다. 듀얼 다마신 공정도 같은 의미로 생각하시면 됩니다.

핵심을 말씀드리면 배선물질이 알루미늄에서 구리로 바꿔졌고 이런 구리의 특성을 개선하 고자 다마신 공정이 등장하였습니다.

좀 더 설명을 덧붙이겠습니다.

구리는 알루미늄의 비저항에 비해 35%낮은 비저항을 갖고 있어 1)배선폭의 감소를 통한 집적도의 증가와 2)신호지연의 감소를 통한 소자성능 향상 3)이웃 배선과의 상호간 섭 으로 인한 신호왜곡이 저하되어 신호 전달 특성이 향상되는 효과가 있어 반도체 기술 로드맵 선상에서 필수적인 기술로 인식되고 있습니다.

구리 배선 공정은 물질의 특성 상 Photo lithography후 건식 식각(Dry etch) 공정을 사용 한 패터닝이 불가능하기 때문에 다마신 (Damascene;상감) 공정을 이용하게 되며 CMP(Ch emical Mechanical Polishing; 화학적 기계적 연마) 란 공정을 수반하게 됩니다.

다마신 공정이란 상감 기법과 같이 절연물질을 패터닝 공정을 통해 식각하여 홈(Trench) 을 형성하고 전해 도금(Electroplating) 방법으로 구리를 채운 후 불필요한 부분은 연마(Pol ishing)을 통해 제거하는 방법입니다. 현재 다마신 공정은 종래의 싱글 다마신 공정에 비 해 공정 단계수를 감소시킨 듀얼다마신 공정을 주로 채택하고 있습니다.

아래 그림을 보시면 잘 이해가 되실겁니다.

그리고 아래 그림이 다마신 공정에 필수로 따라오는 CMP공정 모습입니다.

CMP공정을 좀 더 보면, 평탄화 기술의 하나인 CMP는 1980년대 이후 미국 컴퓨터 제조업 계에서 처음으로 제시된 방법으로, PECVD와 RIE(Reactive Ion Etcher)공정과 함께 미세공 정에 반드시 필요한 공정으로 인식되고 있습니다.

CMP 장비의 2009년 세계시장 규모는 약 7억 4500만달러 수준이었고 연평균 9.8% 성장 이 전망되는 수준입니다.

주요업체로는 미국의 AMAT과 일본의 Ebara, 그리고 한국의 케이씨텍이라는 업체가 있 습 니다.

그럼, 이쯤 해서 Etch공정의 어려움을 보완하기 위한 방법에 대한 설명은 마치기로 하구 요, 다음 과정으로 넘어가도록 하겠습니다.

다음으로 이온 임플란트 공정을 볼까요.

위 그림에서는 생략되었지만, 보통 Etch공정을 마치고 나서는 Implant를 이용하여 이온주 입 공정을 하게 됩니다.

여기서, 어떤 분은 혹, 왜 PR을 제거하지 않고 임플란트 과정을 하는지 궁금해 하시는 분 도 있을지 모르는데요, 그건 바로 이 임플란트가 저온에서 이루어 지는데요, 이때 PR이 M ask역할을 하게 되는 장점이 있습니다. 임플란트 공정으로 마치고 PR을 제거하는 Strip(As hing)작업을 하는거죠.

다시 임플란트로 돌아와서, 임플란트와 유사한 공정으로 Thermal Diffusion공정이라는 것 이 있는데요, 이 Thermal Diffusion공정을 Implant를 이용한 이온주입 공정으로 대체하고 있는 추세다.라고 이해하시면 좋을 거 같습니다. 아래 그림과 같이 ion beam을 이용한 불 순물 주입이 측면확산이 최소화되는 장점이 있기 때문에 Thermal Diffusion방식에 비해 I mplanter방식을 쓰게 된다고 생각하시면 됩니다.

이 임플란트 시장도 크게 세가지 시장으로 나뉘어 지는데요, high current, mid current, hi gh energy 시장입니다.

일단 이해하기 편하게 current를 주입되는 이온의 양으로, energy를 이온이 주입되는 깊이 로 이해하시면 됩니다. 그니까, high current는 이온의 양이 많이 주입된다는 걸로 이해하 시면 되죠.

주요업체로는 미국의 Varian Semiconductor라는 회사와 일본의 Nissin이라는 업체가 있습 니다. Varian이 독보적인 업체죠.

그리고 이온주입후에는 거의 대부분 Annealing이라는 작업을 하는데요, Furnace나 RTP(Ra pid Thermal Process)를 이용하여 임플란트시에 발생한 damage를 치료하고 불순물의 활 성화를 유도하는 공정입니다. 특히 최근에는 거의 RTP공정을 사용한다고 보시면 되는데

RTP는 한마디로 급속 열처리 를 하는 장비라고 생각하면 됩니다. 급속하게 가열하고 냉각 하면서 웨이퍼에 주입된 이온을 확산시키는 장비입니다. 산화막을 형성시키는 역할도 하 죠. 어떻게 생긴 설비인지 그림을 한번 볼까요?

최근에는 LAMP를 사용하는데요, 주로 할로겐 LAMP를 사용합니다. 업체로는 일단 미국의 AMAT과 MATTSON이라는 업체가 있 고 일본업체 로는 DAINIPPON SCREEN이라는 업체가 있는데 2009년에 엄청난 시장 M/S를 가지고 간 업체죠. 2008년에 5%였던 시장점유율이 2009년에 29%가 되었죠. 이유는 바로 Millisecond RTP 제품이 큰 인기를 끌었기 때문이 었는데요, 간단하게 말하면, 기존의 RTP가 웨이퍼 전체의 온도를 높였던 것에 비해 이것 은 선택된 표면의 온도만을 높일수 있다는 장점이 있었습니다. 아주 빠른 시간에요. 그래 서 밀리세컨이란 단어가 붙은 거죠. 아래 그림을 보면 이해가 좀 더 잘 갈겁니다.

반도체 장비 관련주 총정리!

두 달만에 반도체 관련주로 돌아왔다.

오늘 드디어 반도체 장비 분야 시간!

반도체 장비 관련주도 너~무나 많아서 오늘(7.22) 5%이상 상승한 종목 위주로 딱 12종목만 정리해보려 한다.

앞으로 차차 업데이트 하겠음.

1.반도체 공정

2. 공정에 따른 반도체 장비 종류

3. 반도체 장비 관련주

4.반도체 전공정/ 후공정 관련회사 총정리 이미지!

이 순서대로 레츠꼬우!

출처 – 삼성반도체이야기

# 반도체 공정/ 반도체 제조과정

①회로 설계

②마스크 제작

③노광(lithography/ 설계 패턴을 웨이퍼로 옮김)

④식각(etch/ 패턴의 필요 없는 부분을 화학적·물리적 반응으로 제거)

⑤확산(diffusion/ 패턴특정 부분에 이온 형태의 불순물 주입하여 전자 소자특징을 만듦)

⑥박막 증착(Thin film deposition/ 실리콘 웨이퍼가 전기적인 특성을 갖도록 막을 입힘)

⑦세정& 연마(cleaning & CMP)

⑧조립(package)

⑨검사(test)/ WLP테스트(양품테스트) – 핸들러(속도테스트) – 프로브(전압테스트), 소켓(열테스트)

출처 – kiet 산업경제

# 공정에 따른 반도체 주요 장비

자료- 한국반도체산업협회

구분 공정 주요 장비 역할 전공정 노광

Stepper

track

빛을 사용해 웨이퍼 상에 회로 모양을 그림 식각

Etcher

노광에 그려진 대로 식각을 통해 모양을 만듬

이온주입

Ion Implanter 미세한 가스입자 형태의 불순물을 침투시켜 전자소자의 특성 만듬

증착

CVD

ALD

PVD

웨이퍼 위에 특정 용도막 (산화막, 절연막 등) 증착

연마

CMP 슬러리를 공급하여 박막표면을 균일하게 평탄화

세정

Cleaner

Asher

불순물을 제거하고 씻어냄

측정/분석

Wafer Inspection

Metrology

웨이퍼 내의 물질 특성(두께, 성분 등) 을 분석 후공정

패키징

Die Attacher

Wire Bonder

Molding

Marking

웨이퍼를 절단하고, 웨이퍼 위에 금속선을 접속시키는 매개체를 형성하여 배선을 연결, 밀봉

검사

Tester, Handler

Burn-in system

칩의 불량 여부를 판정

# 반도체 장비 관련주

1. 인텍플러스

외관검사장비 제조 전문기업.

머신비전기술을 통해 표면 형상에 대한 영상 데이터 분석, 처리하는 3D/2D 자동외관검사장비와 모듈 개발/ 판매.

반도체, SMT(표면기장), Substrate(웨이퍼/ 반도체 재료인 원판) 분야와 디스플레이, 2차전지 및 자동차 분야 등 4사업부로 나눠져 있음.

2. 테크윙

반도체/디스플레이 장비 전문회사.

주력 제품은 반도체 후공정 라인 중 테스터 공정에 필요한 메모리 테스트 핸들러*

*반도체 테스트 핸들러- 양품과 불량품을 자동으로 분류.

로직 테스트 핸들러, 모듈 핸들러, 테스트 보드, C.O.K 등 생산.

21년 3월 기준 매출구성은 반도체 검사장비(테스트 핸들러, C.O.K 등)가 87.47%.

연결대상 종속회사는 전자측정장비, 시험 분석기구 제조업체 ‘이엔씨테크놀러지’ 등 6개사 보유.

주요 고객사는 Micron, Samsung Display Vietnam, WesternDigital 등 글로벌 메이저 반도체 소자/ 테스터 업체.

3. 기가레인

고주파 RF 통신 부품(안테나 모듈, 케이블 조립체, 커넥터, 어답터), 반도체 장비(LED Etcher, DRIE Etcher 등) 제조 업체.

국내 최초로 모바일용 고주파 커넥티비티 부품 개발, 국내 유일 18GHz 이상의 RF connectivity 부품 공급.

LED공정에 사용되는 ICP 식각장비(LED ETCHER), Micro/Nano LED/ Display 공정에 사용되는 나노 임프린터, 반도체 공정에 사용되는 DRIE* 식각장비(DRIE ETCHER) 생산.

*DRIE- 센서, 디바이스 ,패키지를 만드는데 필요한 핵심 식각장비

LED PSS 식각장비 시장 점유율 1위.

4. GST

반도체와 디스플레이 제조공정에서 발생하는 유해가스를 정화하는 가스정화장비 ‘Scrubber’와 안정적인 온도를 유지하여 공정효율을 개선하는 온도조절 장비 ‘Chiller’를 주력으로 생산.

Scrubber는 공정별 처리 가스에 따라 Burn Wet Type, Thermal Wet Type, Plasma Wet Type, Wet Type, Dry Type Scrubber 등이 있음.

국내 업체최초로 Burn Wet 방식의 Scrubber 공급, 해외 수요 대응을 위한 미국, 중국, 대만, 싱가포르 등에 현지법인 설립.

연결대상 종속회사는 이에스티, 로보케어 등 국내외 10개사.

5. 성우테크론

반도체 검사장비, 부품 제조 업체.

부품 사업 부문(반도체 구성 재료인 리드프레임(Lead Frame)* 후공정가공/ 최종검사), PCB 사업부문(반도체 칩을 중간 부품 없이 기판에 직접 실장할 수 있는 BGA관련 제품군을 최종검사), 장비사업부문( 반도체 제조 장비, 자동 검사장비)으로 구성.

* Lead Frame- 반도체 칩 내부와 외부를 연결해 주는 전기도선의 역할, 반도체를 지지해 주는 버팀대 역할을 하는 반도체 3대 핵심 부품.

장비사업부문에서 PCB/ COF/ 리드프레임 후공정 장비, PCB/ LED/ COF 생산 장비 제조.

주요 고객사는 삼성전기, LG이노텍, 엘지에너지솔루션, 해성DS, 심텍 등.

6. 티에스이

반도체/ 디스플레이(OLED, LED) 검사장비 제조/판매

주요 제품은 인터페이스 보드(메모리 반도체 검사장비), 프로브 카드(반도체 웨이퍼 검사장비), 테스트 시스템(반도체, OLED의 전기적/광학적 특성을 검사), OLED 테스터, 테스트 소켓 등.

초고속 시스템 온침(SoC) 반도체 테스트 소켓인 ‘엘툰(ELTUNE)’ 개발 완료.

주 매출처는 삼성전자와 SK하이닉스 등.

주요 종속회사로 지엠테스트, 타이거일렉 등 보유.

7. 유진테크

반도체 전공정 장비 전문업체.

주력제품은 저압화학 증착장비(LPCVD), 플라즈마 처리장비, 반도체 증착장비(ALD)등.

주 고객은 삼성전자와 SK하이닉스, 마이크론 등.

종속회사로 반도체용 산업가스 충전, 제조 정제 및 판매 사업을 영위하는 유진테크머티리얼즈 보유.

8. 디아이

반도체 검사장비업체.

연결대상 종속회사는 디지털프론티어, 전자파 차폐체(EMC) 등을 제조하는 전자부품 업체 두성산업, 수처리 관련 환경사업을 영위하는 디아이엔바이로 등 국내외에 총 8개사.

주력 제품인 번인 테스터, 번인 보드( 웨이퍼나 패키징 된 칩에 테스트해서 반도체 내구성/ 신뢰성 검증하는 반도체 검사장비)

Monitoring Burn-In Tester(MBT), Test Burn-In Tester(TBT) 등 반도체 검사장비, Burn-In Board(BIB), Wafer Test Board(WTB) 등 반도체 검사보드, WBI (웨이퍼 테스트 설비) 등 생산.

9. 피에스케이홀딩스

반도체 후공정 장비 업체.

주요 고객은 ASE, Amkor, 네패스 등 OSAT업체와 삼성전자 등.

자회사 피에스케이의 실적을 지분법(지분율 32.36%)으로 인식함.

주력 제품은 Descum*, Reflow** 등.

*Descum- 반도체 패키징 과정에서의 감광액 잔류/찌꺼기(scum) 제거

**Reflow- solder ball 부착 전에 표면을 안정화 해주는 장비

10. 한미반도체

반도체 제조용 장비 전문기업.

반도체 생산장비의 일괄 생산라인을 갖추고 글로벌 경쟁력 확보.

주력 장비 ‘비전 플레이스먼트(Vision Placement/VP)’*, EMI 실드 장비**

*VP -반도체 패키징, 검사, 절단 등 후공정기능을 통합한 장비.

**EMI실드- 전자파간섭 방지를 위한 반도체 칩 표면에 스테인리스, 구리 등 금속을 증착하는 공정을 담당함.

21년 6월 ‘마이크로 쏘’(micro SAW) 장비 출시. 반도체 패키지를 절단하는 기능을 수행하는 장비 최초로 국산화함.

실리콘 웨이퍼에 칩을 여러개로 적층(Stacking)하는 초고속 메모리(HBM) 생산에 필수적인 열압착 본딩 장비를 SK하이닉스 사와 공동 개발.

11. 주성엔지니어링

반도체 전공정 장비, 디스플레이 장비, 태양전지 장비, LED/ OLED 장비 등 생산, 판매.

주요 제품은 반도체 제조장비인 SDP CVD(CVD&ALD), TSD CVD, Dry Etch 등과 디스플레이 제조장비인 PE CVD, TSD-CVD, 태양전지 제조장비인 Solar Cell System 등.

세계최초로 시공간분할(TSD) 원자층증착(ALD) 장비 개발.

12. 코미코

반도체 장비 부품 세정,코팅 전문 기업.

반도체, 디스플레이, 태양광 산업 등의 세정/ 코팅 사업 영위. 반도체산업이 전체 매출액의 대부분 차지.

고가의 공정장비 부품을 정밀세정, 특수코팅하는 기술 제공. 장비의 수명 연장과 가동률 향상으로 반도체 제조기업의 원가경쟁력 향상에 도움을 줌.

주요 매출처는 삼성전자, SKHynix, TSMC, Intel 등.

매출구성은 코팅제품 55.6%, 세정 34% 등.

한국 포함 미국, 중국, 대만, 싱가포르에 6개의 생산법인 설립.

# 반도체 전/후 공정 기업 총정리

출처- 이베스트투자증권

출처- 이베스트투자증권

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