반도체 관련주 산업 공부 part 3. 식각,증착 공정, HIGH-K에 대해 (Feat. 염블리와 함께)

염블리님 반도체 기초 강의 내용 기록.

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지난 내용에 이어 이번 글에서는 '식각 ~ 증착' 부분에 대해서 살펴볼 예정.

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웨이퍼 제조 후 반도체 전(前) 공정 단계

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1) 산화

2) 포토(노광)

3) 식각

4) 이온주입

5) 증착

6) 연마

7) 세정

8) 금속배선

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반도체 밸류체인 전공정 - 식각

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* 식각 (Etching)

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- 부식하여 조각하는 것 (필요한 패턴만 남기고 깎아내는)

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- 포토 공정을 통해 회로 패턴을 만든 부분(아래 화면의 보라색)을 제외한 나머지 부분(아래 화면의 회색)을 깎아내야함.

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- 포토 공정을 거친 웨이퍼에 식각 물질을 반응시킴. 그리고 나서 감광액에 보호받지 않는 부분을 깎아냄. (아래와 같이)

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- 식각공정은 습식과 건식이 있음. 여튼 여기까지가 식각공정임.

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- 식각공정 뒤에는 이온을 주입해줘야 한다.

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- 왜? 순수한 실리콘 웨이퍼는 산화막을 형성해서 전기가 안통함.(반도체의 기능을 할 수 없음).

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- 따라서 불순물을 이온 형태(+,-)로 주입해주어 전기적 특성을 부여함.(반도체의 기능을 할 수 있게)

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- 쉽게 말해서 식각은 '잠자는 웨이퍼를 깨우는' 공정

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* 증착

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- 산화막 겉 표면에 얇은 막을 씌워야 함. 이걸 박막(Thin Flim)이라고 함.

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- 박막은 너무 미세해서(100만분의 1 마이크로미터) 육안으로는 볼 수 없으며 현미경으로 관찰이 가능.

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- 현미경으로 보면 박막이 아파트처럼 겹겹히 쌓여있음. (매우 얇은 막을 균일하게 쌓아올려야 하는 공정이 증착)

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- 매우 얇은 막을 균일하게 입혀야 하기 때문에 정교한 기술이 요구되는 공정임. (박막이 틀어지거나 한다면 반도체의 성능이 매우 저하됨. 전기적인 특성을 부여하는 일련의 과정)

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- 증착의 방법은 아래와 같이 여러가지 방식이 있음.

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- 그 중 물리적 증기증착(PVD) / 화학적 증기증착(CVD) / 원자층 CVD(ALCVD : ALD) 만 알아두면 됨. (주로 쓰이는 것들 위주)

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- 화학기상증착(CVD)가 가장 대중화되어 있음. 물리기상증착(PVD)는 잘 사용하지 않음. (아래 도표에서 파란색은 안좋은 것, 주황색은 좋은 것)

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- 원자층증착(ALD)는 향후 미세공정의 핵심. 모든 부문에서 좋은 성능을 가지고 있으나 속도가 느린 것이 단점. (ALD 증착장비 = 유진테크 / 주성엔지니어링 등)

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- 하이케이(High-K) : 고 유전율을 가진 물질(전기 알갱이를 끌어들이는 능력이 탁월)

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- 하이케이(High-K)가 왜 중요한가?

-> EUV 공정의 경우 극도로 미세한 공정이 이루어지기 때문에 (너무 회로를 작게 그리기 때문에) 전류가 누설되는 경우가 발생.

-> 이러한 단점을 보완하기 위해 사용하는 물질이 하이케이임.

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- 아래 화면과 같이 박막에 전자들이 뒤죽박죽 되어있는데 하이케이 물질을 발라버리면 전자들이 자세를 바로 잡게됨.(도망갈 수 없게)

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- 하이케이는 ALD 장비에만 사용됨(★★★)

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- 증착공정 밸류체인 (★★★)

: CVD - 원익 IPS / 테스 / 주성엔지니어링

: ALD - 원익 IPS / 유진테크 / 주성엔지니어링 / 지오엘리먼트 (부품)

: High-K 소재 - 디앤에프 / 레이크머티리얼즈 / 덕산테코피아(개발중?)

: High-K 장비 - HPSP(박막에 High-K를 입혀주는 장비 제조)

: 소모성 부품 - 원익QNC / 월덱스

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part 2보다 내용이 비교적 짧은 듯 하네요.

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해당 공정 내용들을 디테일하게 아는 것도 좋겠지만 그냥 어떤 부분이 가장 중요한 지, 이에 대한 밸류체인 기업들이 무엇인지,

해당 밸류체인 기업들이 각 공정에서 경쟁력이 있는지 정도만 파악해도 기본 이상은 할 듯.

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* 참고한 영상

https://www.youtube.com/watch?v=NUmRMQ-Q8Cw&list=PLDpsRb4lSDkKOel3ljDZQfeGBHkY2TejN&index=3&t=784s

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* 참고하면 좋은 글

https://blog.naver.com/good-trader/223125873148

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