실리콘 웨이퍼 제작 공정과 진동 제어

2025-08-08 17:34:06 조회수 27

1.1. 단결정 실리콘 공정

고순도의 다결정 실리콘을 도가니(Crucible)에 녹인 후, 씨앗 결정(Seed Crystal)을 회전시키며 천천히 인출하여 단결정 실리콘 인곳(Ingot)을 성장시킵니다.

성장 속도, 온도, 회전 속도 등이 정밀하게 제어되어야 하며, 수백 mm에 달하는 고순도 단결정 실리콘이 만들어집니다.

1.2. 인곳 가공 (Grinding & Squaring)

성장된 인곳의 양끝을 절단하고, 연삭을 통해 표면을 다듬습니다. 인곳의 직경을 균일하게 맞추고, 이후 슬라이싱 공정에서 정확한 길이와 중심을 유지할 수 있도록 가공합니다.

1.3. 웨이퍼 슬라이싱 (Slicing)

연삭된 인곳을 다이아몬드 와이어쏘(Wire Saw)를 이용하여 수백 마이크로미터 두께의 웨이퍼로 정밀하게 절단합니다. 이 과정에서 대량의 웨이퍼가 동시에 절단되며, 평행도와 표면 상태가 중요합니다.

1.4. 연마 및 평탄화 (Lapping & Polishing)

슬라이싱 후 표면에 존재하는 흠집과 요철을 제거하기 위해 화학기계적 연마(CMP)를 실시합니다. 이 과정은 표면 거칠기를 낮추고, 균일한 두께와 평탄한 표면을 확보하는 데 필수적입니다.

1.5. 세정 (Cleaning)

웨이퍼 표면에 남아있는 슬러리, 금속, 유기물, 입자 등의 오염물질을 제거합니다. 초순수, 화학용액, 고속 회전 노즐 등을 이용해 여러 단계로 세정이 이루어지며, 이후 클린룸 환경에서 건조 및 보관됩니다.

2.1. 단결정 성장

진동은 인곳 성장 중 결정의 불안정성을 유발하여 결정 결함(예: dislocation, micro-twin)을 증가시킬 수 있습니다. 결과적으로 재료 품질이 저하되어 수율에 영향을 미칩니다.

2.2. 인곳 가공

연삭 과정에서 진동이 발생하면 인곳 표면에 미세한 크랙이 발생하거나 정밀도가 저하되어 이후 슬라이싱 정밀도에 영향을 줍니다.

2.3. 슬라이싱

슬라이싱 중 진동은 절단 편차, edge chipping, 표면 거칠기 증가 등의 문제가 발생할 수 있습니다.

2.4. 연마 및 평탄화

CMP 공정은 가압력과 연마 패턴의 균일성이 중요한데, 진동은 이 균형을 무너뜨려 표면 평탄도 저하 및 잔류 결함 증가를 유발합니다.

3.1. 진동 제어의 필요성

실리콘 웨이퍼 제조는 나노 단위의 정밀도를 요구하기 때문에, 외부 및 내부 진동은 공정 정밀도 저하와 직접적으로 연결됩니다. 생산 품질, 장비 수명, 수율 모두에 영향을 미치므로, 진동 제어는 웨이퍼 제조 공정의 핵심 조건 중 하나입니다.

특히 고급 공정일수록 VC-D ~ VC-E 수준의 초저진동 환경이 요구됩니다.

3.2. 진동 제어 솔루션

정밀 기초 설계, 방진 설비 적용, 제진대 구성, 계측 및 모니터링, 진동 경로 차단 등의 제어 솔루션이 필요합니다.

해당 내용 외 별도 필요시 온라인 문의 또는 유선 문의 (www.selma.co.kr)

유선 문의 : 041-414-4400