머리말

최근 반도체 기술은 나날이 발전하고 있으며, 대한민국 수출의 20%를 차지할 정도로 반도체는 한국경제의 중요한 위치를 차지하고 있다. 반세기 동안 이루어 놓은 반도체 기술은 세계 1위의 영광을 안겨주었고 이는 반도체 제조공정 기술이 선도적으로 이끌어 나갔다고 해도 과언이 아니다. 반도체 제조 기술은 그만큼 중요한 역할을 담당하고 있으며 이에 대한 학문적, 기술적 자료 및 첨단 기술 또한 방대하다. 이러한 자료 및 기술들은 반도체 공정 기술이 워낙 빠른 속도로 발전하고 진행됨에 따라 곳곳에 흩어져 있고, 정리되지 않아 실질적이고 실무적인 내용들의 교재가 필요하다.

이에 본 교재는 현장에서 사용되는 공정 기술에 대한 이해도를 높이고 단위공정을 활용하여 실제 CMOS 제조공정이 어떻게 이루어지는지에 대해 자세히 설명하였다. 또한 개념적으로 내용을 요약하고 실제로 꼭 필요한 내용들만을 엮어 교재로 제작하였다. 반도체 제조공정을 이해하려고 하는 초심자나 중간기술자들에게 효과적인 지침서가 되지 않을까 생각한다. 또한 대학에서는 한 학기 정도 강의하거나 학습하기에 적합한 정도의 내용과 난이도로 함축하여 정리하였다. 기본적인 개념 정리에서부터 응용 기술, 최신 기술에 이르기까지 이해하기 쉽게 작성하였다. 어려운 내용들과 가볍지만은 않은 용어들을 최대한 쉽게 쓰려고 노력하였다.

다만 반도체를 처음 접하는 학생이거나 초심자의 경우에는 처음부터 나오는 생소한 단어들과 영어들이 익숙지 않아 쉽게 접근하기 어려울 수도 있다. 하지만 차분하게 개념들을 이해하고 정리하다가 보면 어느덧 각 공정을 이해하고 CMOS 제조 기술에 대해서도 쉽게 알 수 있을 것으로 생각된다. 초보자에게는 반도체 제조공정에 대한 가이드가 되어 줄 것이며, 중급자에게는 틈틈이 찾아보고 이해하는 지침서로서 도움이 될 것이다.

제1장에서는 반도체의 이해 단원을 넣어 반도체 제조공정을 이해하기 위한 반도체 기본 개념들을 설명하였으며, 제2장과 3장에서는 웨이퍼의 제조공정 및 반도체 각 단위공정에 대해 자세히 설명하였다. 본서의 주요 내용으로 기본적인 내용뿐만 아니라 응용 기술까지 자세히 설명하였다. 또한 최신 기술 및 이슈 사항에 관해서도 기술하였다. 제4장은 각 단위공정의 이해를 통해 CMOS 제조공정을 이해할 수 있도록 제조공정을 단계별로 자세히 설명하여 단위공정이 실제 제조공정에 어떻게 적용되는지를 설명하였다. 그리고 MOSFET에 대한 이해를 돕기 위한 설명을 덧붙였다. 제5장과 6장에서는 제조공정의 완료 후 제품의 특성을 테스트하는 Probe Test와 패키지 기술에 대한 후공정에 대하여 설명하였다. 마지막으로는 반도체 제조가 처음부터 끝까지 어떻게 이루어지는지에 대해 한눈에 알아볼 수 있도록 정리하고 설명하였다.

저자는 다년간 반도체 산업현장에서의 반도체 제조공정 및 소자 기술에 대한 경험과 대학에서 강의를 통해 반도체 제조공정에서 꼭 알아야 할 것들과 필요한 기술에 대해 잘 알고 있다. 이에 본 교재를 통하여 반도체 제조공정에 입문하려고 하는 많은 분의 궁금증이 해소되길 바라며 또한 반도체 설계, 소자, 공정, 장비, 패키지에 이르기까지 학습하고자 하는 분들에게 본서의 반도체 제조공정이 초석이 되어 많은 도움이 되길 바라마지 않는다.


2022년 10월
저자 씀

목차

CHAPTER 1 반도체의 이해
1. 반도체란?
2. 실리콘(Si)의 구조
3. 불순물 반도체
4. 결정구조


CHAPTER 2 웨이퍼 제조공정
1. 단결정 성장
2. 웨이퍼 가공 공정


CHAPTER 3 반도체 단위공정
SECTION 1. Photo 공정
1. Photo 공정의 이해
2. Mask 제조 기술
3. 최신 Photo 공정

SECTION 2. Etch 공정
1. Etch 공정의 이해
2. 식각 용어 및 고려사항
3. 최신 Etch 공정

SECTION 3. Diffusion 공정
1. Diffusion 공정의 이해
2. 최신 Diffusion 공정

SECTION 4. Ion Implant 공정
1. Ion Implant 공정의 이해
2. 최신 Ion Implant 공정

SECTION 5. Thin Film 공정(CVD 공정)
1. Thin Film 공정(CVD 공정)
2. 최신 CVD 공정

SECTION 6. Thin Film 공정(PVD 공정)
1. Thin Film 공정(PVD 공정)
2. 금속막 공정
3. 최신 PVD 공정

SECTION 7. CMP 공정
1. CMP 공정
2. 최신 CMP 공정

SECTION 8. Cleaning 공정
1. Cleaning 공정
2. 최신 Cleaning 공정


CHAPTER 4 반도체 CMOS 제조공정
SECTION 1. MOSFET
1. MOSFET의 이해

SECTION 2. CMOS 인버터
1. CMOS 인버터의 이해
2. CMOS 인버터 레이아웃
3. CMOS 인버터 제조공정(소자 분리 공정)
4. CMOS 인버터 제조공정(WELL 형성공정)
5. CMOS 인버터 제조공정(게이트 형성공정)
6. CMOS 인버터 제조공정(Source/Drain 형성공정)
7. CMOS 인버터 제조공정(Contact 형성공정)
8. CMOS 인버터 제조공정(금속막 형성공정)
9. CMOS 인버터 제조공정(보호막 형성공정)


CHAPTER 5 Probe Test
1. Probe Test
2. Probe Test 순서


CHAPTER 6 패키지 기술
1. 패키징
2. 패키징 공정
3. 패키지 테스트


CHAPTER 7 반도체 제조 한눈에 이해하기
1. 반도체 설계 및 레이아웃
2. 반도체 공정
3. 반도체 소자
4. 반도체 측정 및 분석
5. 반도체 패키지