2023-02-14: 국회 기획재정위원회의 조세소위에서 첨단 반도체 산업시설에 새로 투자하는 대기업에 15%의 세액공제 혜택을 주는 'K칩스법'을 상정해 심사하면서 반도체 관련 기업들이 강세였다.
AI 시대가 오면 반도체의 중요성이 커지다보니 이러한 법안 관련 소식이 아니더라도 반도체 관련주는 언젠가 주목 받을 테마였었다.
반도체 관련 테마주를 공부하다보면, 반도체 제작 공정이 생각보다 복잡하고 각 공정마다 수혜받는 기업들이 각각 따로 있다는 점에 놀라게 된다.
반도체 제조 공정에 대해 알아보자.
* 서플러스글로벌 분기보고서의 사업 설명에 반도체 제조 공정에 대해 잘 나와있다.
그 자료와 삼성전자 반도체 뉴스룸의 글을 참고하였음.
| 공정 | 설명 | |
| 1 | 웨이퍼 제작 (Wafer) |
웨이퍼란 반도체 집적회로를 만드는 주재료이다. 규소(Si)를 녹여 규소봉(ingot)을 만든 후 얇게 절단하여 웨이퍼(Wafer)를 만드는 과정. |
| 2 | 산화 공정 | 웨이퍼 표면에 실리콘 산화막을 형성함. |
| 3 | 회로 설계 Circuit design 및 마스크 제작 (Mask) | 제품의 특성을 구체화하여 회로를 설계하고, 그에 맞추어 원판 필름을 만든다 |
| 4 웨이퍼 가공 |
(* 공정을 수백번 반복진행) | |
| 노광 (Lithography) |
설계한 회로패턴을 웨이퍼로 옮기는 공정 | |
| 식각(Etch) | 웨이퍼에 그려진 회로패턴을 정밀하게 완성하는 공정 | |
| 증착 및 이온주입 (Thin film) |
회로 간을 구분하고 연결하는 박막 (thin film)을 만들고 이온을 주입하여 전기적인 특성을 갖게 만듦 |
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| 금속배선공정 | 반도체에 전기적 신호가 도달하도록 금속선을 연결함 | |
| EDS(Electrical Die Sorting) | 전기적 특성 검사를 통해 원하는 품질에 도달했는지 확인함 | |
| 5 | 패키지(Package) 공정 | |
| 후공정 (패키지 공정) |
BackGrind: Wafer 원판에서 회로가 없는 뒷면을 갈아 얇게 만드는 공정 | |
| Wafer Saw: 얇게 만든 Wafer를 개별 Chip으로 분리 하는 공정 | ||
| Die Attach: 양품으로 선별된 개별 Chip을 Substrate기판에 붙이는 공정 | ||
| Wire Bond: Chip과 Substrate기판을 전기적으로 연결해주는 공정 | ||
| Moid: EMC(Epoxy Mold Compound)로 Chip이 실장된 기판을 감싸주는 공정 | ||
| Marking: 제품표면에 제품번호를 레이져로 새기는 공정. 새로 만든 제품을 한 개의 개별제품으로 분리하는 공정 | ||
| Solder Ball Mount: 회로기판에 솔더 볼을 붙여 아웃단자를 만들어주는 공정 | ||
| Saw Singulation: 기판 형태로 만든 제품을 한 개의 개별 제품으로 분리하는 공정 | ||
| 6 | 테스트 공정 | 완성된 반도체는 모듈 또는 단품의 형태로 각종 테스트 |
| 7 | SMT 실장 공정 | 완성된 반도체나 모듈을 PCB Board 등의 위에 실장하는 공정 |
반도체를 생산하기위해 이렇게 다양한 공정을 거쳐야 한다는 점이 놀랍다. 반도체 생산 라인을 구성하기 위해서는 해당 공정별로 다양한 반도체 장비가 필요하다고 함.
공정별로 필요한 반도체 장비는 다음과 같다.
| 공정 | 장비명 | 비고 | |
| 전공정 장비 |
Photo | Coater, Developer, Stepper, Aligner | 실리콘웨이퍼를 가공하여 Chip을 만드는 작업 |
| Etch | Etcher, Asher, Stripper | ||
| 세정, 건조 | Wet Station, Wafer Scrubber, Dryer | ||
| 열처리 | Furnace, Anealing M/C | ||
| 불순물주입 | Ion lmplanter | ||
| 박막형성 | CVD, PVD, Epitaxial 성장, CMP | ||
| 조립장비 | Dicing | Scribber, Dicer | Chip에 리드선을 붙이고 패키징하는 작업 |
| Bonding | Die Bonder, Wire Bonder, Tuner Lead Bonder |
||
| Packing | Molding Press, Trimmers, Lead Anealer, Lead Former |
||
| Marking | Ink Marking, Laser Marking | ||
| 검사장비 | 검사 장비 | LSI검사시스템, VLSI검사시스템, 메모리검사시스템, CCD, 검사시스템, 트랜지스터검사시스템 | 단계마다 불량여부를 검사하는 작업 |
| 프로빙 장비 | 프로버, LASER Repair, Test Handler | ||
| 에이징 장비 | 에이징 장비, 번인 장비, IC 선별 장비 | ||
| 기타 장비 | Environment Chamber, Leak Detector, Pressure Cooker |
||
| 계측기 | 파형분석기, 트리밍장비 | ||
| 검사장비 | Optical Metrology, CD-SEM, TEM | ||
| 기타 관련 장비 |
Transfer System | Wafer 반송장치, 자동반송시스템, 자동반송Station | |
| 순수약품용 장비 | Ultra-filteration, Osmosis Unit, Sterilizer | ||
| 가스용 장비 | 가스생산, 가스정화기, 가스탐지 | ||
| 클린룸용 | Clean Bench, Clear-Tunnel, Clean Draft Chamber 공기정화 |