반도체 3번째 포토공정 및 공정순서 설명 / 관련기업

 

반도체 제조의 핵심을 이루는 8대 공정 중 지난 시간에는 웨이퍼 위에 절연층을 형성하는 산화공정에 대해 알아봤습니다.

오늘은 그다음 단계인 포토공정에 대해 소개해 드리겠습니다.

이 공정은 반도체의 정교한 회로를 웨이퍼 위에 그려 넣는, 가장 핵심적인 과정입니다.

 

 

 

포토공정이란?

 

포토(Photo)는 ‘빛’을 의미합니다. 말 그대로 빛을 이용해 회로를 웨이퍼 위에 새기는 공정인데요.

필름 카메라가 필름에 이미지를 남기듯, 반도체에서도 빛과 감광액을 활용해 회로 패턴을 형성합니다.

 

포토공정은 반도체 회로의 정밀도를 결정하는 단계이기 때문에, 초미세 공정일수록 기술력의 차이가 크게 나타납니다.

 

포토마스크 사진 (출처: 삼성반도체이야기)

 

포토공정의 순서

1. 포토마스크 제작
   먼저, 설계된 회로 패턴을 고순도 석영(Quartz) 기판 위에 크롬으로 새겨 만든 포토마스크(Photo Mask)를 제작합니다.
   포토마스크는 회로의 원본 필름과 같은 역할을 하며, 실제 회로보다 크게 만들어져 렌즈를 통해 축소 투사됩니다.
2. 감광액 도포 (PR Coating)
   산화막이 입혀진 웨이퍼에 감광액(PR, Photo Resist)을 균일하게 코팅합니다.
   이때 웨이퍼를 고속으로 회전시켜 얇고 균일하게 바르고, 열처리를 통해 감광층을 굳혀줍니다.
3. 노광 (Exposure)
   감광층이 생긴 웨이퍼 위에 포토마스크를 위치시키고, 노광장비(Stepper)를 통해 강한 빛(자외선)을 비춥니다.
   빛은 포토마스크의 패턴을 따라 감광층에 도달해 회로가 그려지는 효과를 냅니다.
4. 최근에는 극자외선(EUV)을 사용하는 고급 노광 기술이 적용되고 있으며, 이때 포토마스크는 웨이퍼와 직접 접촉하지 않고 렌즈와 반사경을 통해 투사됩니다.
5. 현상 (Develop)
   노광이 끝난 웨이퍼는 현상액을 이용해 노광된 영역과 그렇지 않은 영역을 선택적으로 제거합니다.
   이 과정을 통해 실제 회로 패턴이 형성됩니다. 감광액의 종류에 따라:
   • 양성 감광액: 빛을 받지 않은 부분이 남음
   • 음성 감광액: 빛을 받은 부분이 남음
6. 패턴 검사
   형성된 회로가 설계대로 잘 구현되었는지 측정장비로 확인한 뒤, 다음 공정으로 넘어갑니다.

노광공정 설명 (출처: 삼성반도체이야기)

 

포토공정의 중요성

포토공정은 미세회로를 구현하기 위한 핵심 공정입니다.

최근 5나노 이하 초미세 공정 시대에는 노광기술의 한계 극복이 산업의 승패를 좌우할 정도로 중요해졌습니다.

 

 

특히 이 공정은 설계, 소재, 장비 등 다양한 산업과 밀접하게 연결되어 있어 관련 기업들도 주목을 받습니다.

 

포토공정 관련 기업

포토공정은 하나의 장비나 재료로만 수행되지 않습니다.

회로 설계부터 포토마스크 제작, 감광액 도포, 노광장비, 현상장비 등 전 과정에 다양한 기업이 참여합니다.

• 소재: 동진쎄미켐, 솔브레인
• 장비: 테스, 세메스, AP시스템, ASML(노광장비)
• 기타 관련사: 제주반도체, 피델릭스, 텔레칩스, 에프에스티, GST, 네패스 등

각 기업의 기술력과 시장 점유율은 반도체 미세공정의 흐름을 판단하는 데 중요한 지표가 됩니다.

 

결론

반도체 3번째 공정인 포토공정에 대해서 알아보았습니다. 

반도체 공정중 중요한 공정이기 때문에 공부를 필히 해보셔야 합니다. 

 

다음 편에서는 반도체 4번째 공정인 식각공정에 대해서 알아보겠습니다. 

 

삼성반도체이야기(삼성전자 뉴스룸)를 참고해서 작성했는데 아래 링크를 들어가서 확인해 보세요!!

 

 

지난번 공유했던 2번째 산화공정에 대해서도 같이 공부해 보세요!!

 

 

반도체 2번째 산화공정 및 산화막의 역할 / 관련기업