반도체 제조시설 자료 정리 1

반도체 제조시설 자료 정리 1

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반도체 제조시설 관련 자료를 블로그에 남겨본다.
다른 건축설계 일 하는 사람들과는 다르게
난 반도체 제조시설에 대해 설계를 하고 싶었다.
지금은 다른 일을 하지만
그나마 있는 기억도 잊어버리기 전에 써두려고 한다.
누군가 도움이 될까 싶지만
아주 기초적이고 기본적인 자료라서 어디 내세울만 한 자료는 아니다.

한 4년 전쯤 정리했던 자료를 바탕으로 해보자.
시작은 반도체 산업 관련 뉴스로 시작한다.
당시 반도체 가격 상승과 공급부족등으로 관련 주식들이 들썩들썩 할 시기였던 것 같다.

아마도 반도체는 호황이니 언제나 필요하니 시설 확장, 시설 증축도 필요하다는 그런 의미였다.
시설투자가 빠르게 이뤄져야 빠르게 이익을 늘릴 수 있다.
호황이라면 더 투자를 해야되고 불황이라도 투자를 줄이면 안되는 그런 이치인 것 같다.

웨이퍼 제작부터 패키징까지가 반도체를 만드는 공정인데
대형 메이커에서 이 과정, 공정을 전부 다 하지는 않는다. 살펴보면 패키징회사, 후공정회사 이런 곳이 있기도 하다.
업무분야가 생각보다 세분화 되어 있음.
이 중 웨이퍼를 가공하는 과정을 진행하는 부분을 FABRICATION 이라고 한다.
웨이퍼의 표면에 막을 형성시켜 특정부분을 선택적으로 깎아내어 전자회로를 구성하는 과정이다.
이 공정이 주로 이뤄지는 건물을 그래서 보통 FAB 이라고 부른다.
대형 메이커, 삼성, SK하이닉스 이런 회사들은 FAB에서 이뤄지는 공정을 주로 하고 있다.
다른 공정도 있긴 하다.
(업계 떠난 지 꽤 되서 아닐 수 있음. 반박시 내말 틀림)

웨이퍼에 대한 간략한 설명이다. 나도 웨이퍼 전문가는 아니라서 틀릴 수 있음 ㅋ
난 건물이 중요하다.;;;;

1) Chip : 웨이퍼 위 전자회로가 새겨진 얇고 작은 조각, IC 칩이 되는 부분
2) Scribe Line : Chip 사이의 경계로 아무 회로가 없으며 개개의 칩으로 나누기 위한 분리선
3) TEG(Test Element Group):칩의 실제 특성을 보기 위해 패턴을 구현한 것
4) Edge Die : 웨이퍼의 가장자리 손실부분
5) Flat Zone : 웨이퍼의 구조를 판별하기 위해 웨이퍼의 한 부분을 평평하게 만드는 곳

다음은 웨이퍼 가공공정이다.
위에 제작 과정과 약간 차이가 있는데 실제 공장에서 보면
이런 과정을 여러번 거친다고 한다.
이쪽갔다가 저쪽갔다가 왔다갔다 한다.
천장에 자동반송장치나 사람들을 통해 이동을 한다고 들었다.
안에서 작업하는 모습을 봤었으면 좋았을텐데.. 참 아쉽다.
내가 설계한 건물 안에 자유롭게 못들어가보는 이런 한계가 좀 좋지는 않군.

> 웨이퍼 가공공정
확산 - 박막증착 - 노광 - 식각 - 세정&연마
확산은 웨이퍼에 불순물을 주입하여 반도체 소자를 형성한다.
박막증착은 소자들을 연결시키고 표면을 증착하는 공정
노광과 식각은 회로패턴을 옮기고 완성하는 공정
세정과 연마 과정을 거친다. (자세한 내용은 별도 서치 필요. 너무 어려운 개념임..ㅠ)

가공공정 이후 프로브테스트 과정이 있다. 결함이나 불량을 선별하는 과정이다.
이때가 좀 중요해 보인다.

이외 패키징 공정도 전공정과 후공정으로 나눠지는 것으로 보인다.
웨이퍼 칩을 잘라서 리드프레임과 결합하여 완제품을 만드는 과정이다.
전공정은 FAB에서 가공된 웨이퍼를 받아 얇게 만들고 잘라내고
회로기판에 고정하고 리드프레임과 칩을 연결하는 그런 공정들이 있다.
후공정은 칩을 보호하기 위한 케이스 같은 것을 씌우고 제품명을 새기고
단자를 만들고 개별유닛으로 만드는 그런 공정을 말한다고 한다.

반도체시설 설계의 미래를 말하려다가 넣었던 4차산업!
당시 4차산업 혁명으로 말들이 많았다. 그에 필요한 것이 바로 반도체다.

4차 산업시대의 도래에 대한 첨부물.
이래서 반도체 산업은 앞으로도 굉장히 중요한 산업이다.
우리가 할일이 엄청 많다.
이런 얘기를 하고 싶었던 것 같다.
실상은 아니었지만..ㅎㅎ

당시 수치로
연간 글로벌 휴대폰 판매량이 약 14억대
태블릿 판매량이 약 1억 5천만대
PC판매량이 약 2억대
자동차 판매량 약 9천만대
그리고 글로벌기업 데이터센터의 신축이 계속되고 있다.
따라서 반도체의 수요는 계속 증가할 것이다 라고 말하고 싶었다.

지금 보니깐 정말 허접한데..ㅋ
일단 내가 까먹기 전에 적어둬야겠다는 생각이다.
2편에는 시설적인 내용을 좀 적어보려고 한다.
반도체 제조시설 한 다음엔 의료시설로 넘어가야지.