반도체 제조 시의 도포

다양한 전자 기기에 탑재되는 반도체(IC, LSI 등)는 집적도와 성능의 향상, 미세화가 진행되어 왔습니다. 반도체 제조의 전공정에서는 실리콘의 단결정(잉곳)에서 잘라낸 웨이퍼에 대해 프로세스를 거듭합니다. 제조 프로세스 중에는 표면 처리나 기능 부여 또는 프로세스를 실시하기 위한 접착 등 곳곳에서 도포가 이용됩니다.

반도체 제조 시의 도포

반도체 제조 시의 「접착」

반도체 웨이퍼와 지지 글라스의 접착
웨이퍼를 초슬림으로 연삭하는 경우, UV 경화형 액체 접착제로 지지 글라스에 웨이퍼를 접착합니다. 접착제는 UV 레진층이 되어 프로세스 후 지지 글라스와 함께 박리됩니다. (액체 접착제의 도포 이외에 테이프형, 시트형의 고형 접착제도 이용되고 있습니다.)

웨이퍼를 접착하거나 맞붙이는 작업에서는 접착제의 균일한 도포가 요구됩니다. 도포 품질의 전수 검사에서 효율화·고정도화의 사례를 소개합니다.

반도체 제조(전공정)에서의 「기능 부여·표면 처리」

집적 회로의 기반인 웨이퍼의 표면 처리나 레지스트 도포, 코팅 등을 목적으로 한 프로세스의 여러 부분에서 도포는 중요한 역할을 담당합니다.

반도체 웨이퍼 프로세스의 예
제조하는 칩에 따라 다양하지만 단결정 실리콘 웨이퍼에 대한 프로세스 예의 개요는 다음과 같습니다.
・웨이퍼를 액제로 세정하고 건조, 연마 등의 표면 처리를 한다.
・고온의 용광로에서 베이킹하여 이산화 실리콘(SiO₂)의 막을 표면에 형성
・SiO₂ 막 위에 포토레지스트(감광액)를 도포하여 성막(일반적으로 스핀 코터를 이용하여 균일한 막을 성형)
・회로 패턴을 그린 포토마스크에 원자외선을 조사하고 빛이 닿은 부분만 레지스트 막을 반응시켜 패턴을 전사(노광) 마스킹되지 않은 부분은 현상액으로 녹인다.
・불소, 인산 등으로 박막을 부식·제거하고 패턴 형성(에칭), 또는 이온으로 박막을 깎아내는 드라이 에칭
・인이나 보론 등의 이온을 주입 SiO₂막이 없는 부분에 이온이 침투하여 반도체의 특성을 부여한다.
・어닐링 장치로 급속 가열하여 활성화
・액제 또는 가스로 레지스트를 박리시키고 절연막으로 코팅

이러한 프로세스를 반복한 다음, 후공정에서 웨이퍼로부터 칩을 분리(다이싱)하고 금속 테두리(리드 프레임)에 금선을 접속(와이어 본딩)한 후 수지 밀봉제로 밀폐(몰드)합니다.

토픽: 프로세스 장치의 정도를 확인·유지하려면

반도체의 양산 프로세스에서 정도와 품질을 유지하려면 자동 프로세스 장비의 정도를 유지해야 합니다. 특히 웨이퍼의 자동 세팅 시 기울기나 높이가 적정하지 않으면 프로세스의 품질에 큰 영향을 미칩니다. 장비 내부에 초소형 센서 헤드인 「멀티 컬러 레이저 동축 변위 센서」를 도입하면 장비 내 웨이퍼의 높이 이상이나 기울기가 없는지를 모니터할 수 있습니다.

프로세스 장치의 정도를 확인·유지하려면

도입 사례: 장비 내부의 웨이퍼 세팅 높이 확인