반도체 패터닝의 모든 것, SOH&SOD

2015.09.02

반도체는 우리 생활의 다양한 곳에서 사용되고 있습니다. 가전기기는 물론이며 게임기, 스마트폰 부터 자동차까지. 생활과 밀접한 관련을 맺는 반도체에 대해 좀 더 자세히 알아보도록 하겠습니다.

반도체 (semiconductors)

전기가 잘 통하는 도체와 통하지 않는 부도체의 중간적 성질을 나타내어 반(semi) + 도체(conductor)의 단어에서 유래되었습니다. 열, 빛, 전압, 전류 등의 영향으로 성질이 크게 바뀌어 그 특징에 의해 다양한 용도로 활용되고 있습니다. 

출처: 네이버 백과사전

반도체 제조 공정

반도체 제조 공정은 대략 다음과 같은 단계로 진행됩니다.

반도체 공정소재는 반도체 칩을 만드는 全공정에 사용되는 소재로, 적용 공정에 따라 반도체 前공정소재와 반도체 後공정소재로 구분됩니다. 

전공정 이란? 웨이퍼(반도체)생산 과정, 웨이퍼 위에 회로를 만드는 과정(패터닝)

후공정 이란? 기판 위에 만들어진 회로들을 하나하나씩 자르고 외부와 접속할 선을 연결하고 패키징하여 최종 상품으로 만드는 과정(패키징)

 SDI 소재부문의 반도체 패터닝(전공정) 소재는 정보 가전, 모바일 기기 등 정보처리 속도의 향상 및 고도화에 따른, 반도체의 고집적화ㆍ저소비 전력화를 위한 반도체 구조의 미세화, 절연막이나 배선의 저저항 소전류화에 부합하는 공정소재입니다. 제품군으로는 SOD, SOH, CMP 슬러리 등이 있습니다. 

이 중에서 전공정에 해당하는 반도체 패터닝에 대해 자세히 알아보려고 합니다. 

* 패터닝: 반도체 칩 내에 집적회로의 구현은 패턴으로 이루어지는데, 박막(thin film)을 반복적으로 식각하는 과정을 통해 형성되는 것을 말합니다. 

출처 : 네이버 지식백과

* 식각(Etch) : 화학용액이나 가스를 이용해 실리콘 웨이퍼상의 필요한 부분만을 남겨놓고 나머지 물질을 제거하는 것. 

출처 : 한경 용어사전

SOH (Spin On Hardmask)

반도체 등 전자재료 사업을 통해 디지털 세상의 혁신을 위해 노력하고 있는 삼성SDI 소재부문은  2005년부터 반도체 패터닝의 새로운 소재인 SOH 생산, 2009년부터 SOD 생산을 시작하고 있습니다. 

SOH는 반도체 미세 패턴 구현을 위한 보조재료로, gap을 채우고, 평탄화를 강화, 내에칭성을 강화해야하는 특성을 요구합니다. 

SDI 소재부문의 SOH는 반도체 패턴을 구현하는 과정에서 새로운 방법의 코팅 방식에 사용되는 소재로 반도체 회로 패턴 형성時 기존의 증착방식이 아닌 스핀코팅 방식으로 막을 형성하는 미세 패턴 형성 재료로, 미세 선폭의 패턴 정확도를 구현합니다.

* 증착이란? 금속을 고온으로 가열하여 증발시켜 그 증기로 금속을 박막상(薄膜狀)으로 밀착시키는 방법

SOD (Spin On Dielecteic)

SOD는 실리콘 박막 제조 공정에서 적용되는 코팅물질로 반도체의 트랜지스터와 트랜지스터 사이에 서로 간섭이 없도록 절연해주는 코팅물질을 말합니다. 트랜지스터간 절연을 위해 gap 내부를 채우는 과정에서, 패턴이 좁아짐에 따라 기존 CVD(Chemical Vapor Deposition) 공정을 대신하여 spin coating 재료로 사용되는 삼성SDI 소재부문의 SOD는 기포의 결손(Void defect)을 개선한 저(低) 반응성 SOD를 개발하였습니다. 

* CVD(Chemical Vapor Deposition)공정 : 반도체 제조공정에서 웨이퍼 표면에 실리콘 등의 박막(薄膜)을 화학반응을 이용하여 성장시키는 공정  

* Spin Coating 공정 : 코팅할 물질을 웨이퍼 위에 떨어뜨리고 고속으로 회전시켜 얇게 퍼지게 하는 공정

pic:<Spin-coating>

반도체는 가전제품을 비롯하여 컴퓨터, 통신기기 등 다양한 기기나 제품들 속에서 마법 같은 기능을 보여주고 있습니다. 

우리 생활 속 곳곳에 자리하고 있는 반도체! 그 안에 삼성SDI 소재부문의 손길이 담겨있습니다.