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“반도체, 어떻게 만들까”…레고로 만든 반도체 공정 이야기 ‘눈길’

디지털데일리 발행일 2021-03-09 16:38:34
윤상호

- 삼성전자 ‘삼성반도체이야기’ 유튜브 통해 공개
- 8대 공정 레고 블럭 1만5700개로 표현

[디지털데일리 윤상호 기자] 반도체는 어떤 과정을 거쳐 생산할까. 삼성전자가 일반인도 쉽게 반도체 공정을 이해할 수 있도록 동영상을 만들었다. 8대 공정을 레고로 만들었다.

1단계는 웨이퍼 제조다. 웨이퍼는 반도체를 만드는 핵심 재료다. 우선 모래에서 추출한 실리콘을 녹여 둥근 기둥인 규소봉을 제작한다. 균일한 두께로 절단해 표면을 평평하게 한 결과물이 웨이퍼다.

2단계는 산화공정이다. 웨이퍼 표면에 산소나 수증기를 뿌려 균일한 실리콘 산화막을 형성한다. 모든 공정 기초 단계다. 이 산화막은 공정에서 발생하는 오염물질이나 화학물질로부터 생성되는 각종 불순물로부터 실리콘 표면을 보호한다.

3단계는 포토공정이다. 먼저 웨이퍼에 감광액을 발라 웨이퍼를 인화지로 만든다. 회로 패턴이 담긴 마스크에 빛을 통과해 웨이퍼에 회로를 그려 넣는다. 설계한 전자회로 패턴이 그려진 포토마스크에 빛을 줘 웨이퍼에 전자회로 패턴을 찍어내는 과정이 포토공정이다. 사진을 인화지에 출력하는 것과 유사하다.

4단계는 식각공정이다. 철을 부식시켜 그리는 동판화와 같은 원리다. 포토공정을 이용해 웨이퍼에는 부식 방지막을 형성했다. 불필요한 회로는 부식액 역할인 에천트로 벗겨낸다.

5단계는 박막 및 증착공정이다. 식각공정을 거친 웨이퍼에 여러 개 회로를 빌딩처럼 쌓는다. 이때 회로와 회로를 구분하고 보호하는 얇은 막이 필요하다. 이것이 박막이다. 박막이 된 웨이퍼 위에 분자 원자 단위 물질을 입혀 전기적 특성을 갖게 하는 공정이 증착공정이다.

6단계는 금속 배선 공정이다. 전기가 잘 통하는 금속 성질을 이용한다. 반도체 회로 패턴을 따라 전기길, 즉 금속선을 이어준다.

7단계는 전기적 테스트 공정이다. 각각 칩의 전기적 동작 여부를 검사한다. 양품과 불량품 품질을 검사하는 단계다.

마지막 단계는 패키징 공정이다. 반도체 칩은 집적회로(IC) 기판이나 전자기기 구성품이다. 탑재할 기기에 적합한 모양으로 전기적 포장을 해야 한다.

한편 제작에 들어간 레고 블럭은 총 1만5200개 시간은 12주가 걸렸다.

<윤상호 기자>crow@ddaily.co.kr

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