반도체 8대 공정전공정, 후공정의 이해

소개글

반도체 8대 공정전공정, 후공정의 이해에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 서론

2. 본론
1) 노광공정
2) 증착공정
3) 식각공정
4) 세정공정
5) 공정제어, 전공정을 검사하다.
6) 인프라 관련 장비, 스크러버
7) 패키징
8) 테스트

3. 결론

본문내용

관건이다. 엑스큐브는 시스템 반도체 위에 S램을 수직으로 쌓는 3D 패키징으로, AMD 라이젠5000 시리즈 3D V-캐시와 유사한 개념이다. V-캐시는 S램과 CPU 본딩을 범프 없이 직접 접합하는 DBI 방식을 적용한 것이 특징인데, DBI는 인텔 포베로스 다이렉트와 유사한 측면이 있다. 이에 비해 엑스큐브는 범핑이 필요한 공정으로, 향후 삼성의 다이렉트 본딩에 대한 기술 공개가 기대된다.
(6) 반도체 후공정 전문 기업 OSAT
글로벌 OSAT(반도체 패키징 및 테스트 외주 업체) 시장 규모는 2020년 501억 달러, 2021년 550억 달러, 2022년 620억 달러로 추산된다. 2019년 기준, 글로벌 OSAT 시장 점유율은 ASE가 23.2%, 앰코테코놀로지가 17.9%, SPIL(ASE가 인수)이 13.6%, JCET가 13.6%, 파워테크가 9.6%로 집계되었다. 같은 해 기준 국내 OSAT 점유율은 SFA반도 체가 36%, 하나마이크론이 23%, 네패스가 22%, 시그네틱스가 13%, 두산테스나가 6%였다. 글로벌 톱 10 OSAT 중 6개 기업이 대만 국적이다. 세계 1위 파운드 리 기업 TSMC의 낙수 효과가 그만큼 크다는 의미다. 삼성전자의 파운드리 사업이 성장할수록 국내 OSAT 기업들의 규모도 커질 것이라는 전망이 나오는 이유다.
8) 테스트
(1) 불량을 걸러내는 후공정 : 테스트
테스트 공정은 전기적 특성 검사로 웨이퍼 칩의 불량이 다음 단계로 넘어가지 않도록 해 손실을 최소화한다. 초창기에는 양산 제품의 불량을 걸러내는 필터링 위주로 진행했지만, 최근에는 테스트 결과가 누적된 사례를 기반으로 신뢰성 불량을 사전 차단하고 수율을 높여 원가 절감에 기여하는 포괄적 목적으로 시행한다. 반도체 테스트 공정은 제품 완성 단계에 따라 웨이퍼 테스트, 패키지 테스트, 모듈 테스트로 나뉜다. 웨이퍼 테스트와 패키지 테스트는 전기 신호를 통해 기능, 성능 검사뿐 아니라 열적 내구성을 확인하는 번인테스트도 포함한다. 모듈 테스트 과정에서는 번인공정이 진행되지 않지만, 실제 사용 환경에서 발생할 수 있는 포괄적 테스트가 이루어진다.
(2) 웨이퍼 테스트, 칩의 품질을 검사하다.
검사의 기준은 크게 온도 내구성, 속도, 동작인데, 여러 조건에서 스펙상의 기능과 성능이 제대로 작동하는지 살피는 것이다. 이 과정은 주로 번인 테스트, 프로브 테스트, 리페어 공정으로 구성된다. 글로벌 테스트 하우스로는 ASE, 앰코테크놀로지, JCET 등이 있는 데, 이들 OSAT는 패키징과 테스트 서비스를 모두 제공한다. 국내에서는 네패스아크, 두산테스나 등 전문 테스트 하우스와 하나마이크론, 에이티세미콘 등의 OSAT 업체가 있다.
(3) 패키징 테스트, 패키지 이후에도 다시 한번 검사하다.
이 검사는 웨이퍼 테스트를 통과한 칩에 패키지 공정을 실시한 뒤 진행하며 \'파이널 테스트\'라고도 한다. 웨이퍼 테스트에 비해 이 테스트는 외주 비율이 높은 편이다. 패키징 테스터는 엑시콘, 유니테스트, 네오셈 등이 생산한다. 이들 업 체중 네오셈은 SSD 테스터에 특화되어 있다. 패키징 테스트는 소켓을 이용해 진행하는데, 소켓은 제품이 다양해서 프로브카드보다 시장규모가 크다.
(4) 반도체 테스트에는 어떤 소모품을 쓸까?
① 프로브카드
반도체 웨이퍼 테스트, 즉 EDS 공정에 쓰이는 대표 소모품이다. 프로브카드는 PCB, STF(공간 변형기), 프로브 팁 등으로 구성된다. EDS 공정은 프로브카드/번인 테스트, 고온/저온 테스트, 리 페어(수리), 잉킹(불량 표시) 순으로 진행된다. 번인 테스트는 100~200°C 가량에서 신뢰도를 검증하는 과정이다. 프로브카드 시장은 미국의 폼펙터, 유럽의 테크노프로브, 일본의 MJC 등 글로벌 톱 10 업체들이 시장의 80%를 차지하고 있다.
② 인터페이스 보드
반도체 제품 검사 장비 중 하나로, 제조공정 최후 단계에서 전기적 방식으로 불량 여부를 판정한다. 인터페이스 보드 위에 테스트 소켓을 장착하여 검사를 진행하며, 메모리 반도체를 검사할 때 사용한다.
③ 소켓
소켓은 패키징된 반도체 소자를 테스트하는 데 쓰이는 소모품이다. 테스트 소켓은 전극 접촉 형태에 따라 핀 타입(흔히 쓰이는 \'포고핀\'은 제품명)과 실리콘 러버 타입으로 나뉜다. 메모리 반도체는 소품종 대량생산 방식인 반면, 시스템 반도체는 다품종 소량생산 방식이다. 시스템 반도체는 제품 인터페이스가 다양한 만큼 칩 형태에 따라 각기 다른 디자인의 소켓이 필요하다. 핀 타입은 리노공업이 글로벌 시장을 70% 점유하고 있고, 실리콘 러버 타입은 티에스이, ISC 등이 주로 생산한다. 2020년 기준 세계 시장규모는 약 10억 달러로 추산된다.
3. 결론
첫 번째, 웨이퍼 공정에 대해 살펴보자. 웨이퍼라는 이름은 웨하스 과자에서 유래했는데, 웨이퍼의 바둑판 모양이 마치 그 과자 모양과 같이 생겼기 때문이다. 두 번째, 산화공정은 웨이퍼 표면을 처리해 보호막을 만드는 단계다. 웨이퍼 그 자체는 부도체 상태인데 그 위에 산소, 수증기를 뿌려 산화막을 입히는 것이다. 세 번째, 노광공정이다. 이를테면 반도체 회로의 밑그림을 그리는 과정으로, 사진 현상과 원리가 비슷해 \'포토리소그래피 공정\'으로 부르기도 한다. 네 번째, 식각공정은 회로 외의 불필요한 부분을 선택적으로 없애 주는 과정이다. 이때 회로 패턴을 만드는데, 습식 식각 혹은 건식 식각 방식을 쓴다. 다섯 번째, 증착 · 이온주입 공정이다. 증착은 웨이퍼에 쌓는 여러 층의 전자회로가 서로 구분될 수 있도록 마이크로미터(1000나노미터) 이하의 얇은 박막을 만드는 과정이다. 여섯 번째, 금속배선 공정은 쉽게 이야기하면 전기가 통하는 길을 만들어주는 과정이다. 알루미늄, 티타늄, 텅스텐 같은 금속 재료를 얇은 막으로 증착해 회로 내 소자를 작동할 수 있게 한다. 일곱 번째, 전기적 특성 검사가 이루어지는 EDS 공정은 \'웨이퍼 테스트 공정\'이라고도 한다. 마지막 여덟 번째는 패키징과 테스트 공정이다. 이때 웨이퍼 위의 반도체 칩(다이)을 전자기기에 사용 가능한 크기, 외부 환경에서 보호될 수 있는 형태로 만들고 방열 기능까지 더한다.

키워드

반도체,   IT,   반도체 설계,   반도체 공정,   전공정,   후공정