SEMI 반도체공정기술교육 2026 (하반기)

본 강의는 반도체 분야의 기초 이해를 목표로 하며, 크게 세 가지 핵심 주제로 구성되어 있다.
1) 반도체 기술 및 산업의 발전 과정을 살펴보고, 이를 바탕으로 현재 반도체 산업의 동향과 중요성을 이해하는 것을 목표로 한다.
2) 반도체 재료의 특성과 반도체 소자의 기본적인 동작 원리를 정성적인 관점에서 이해하는 것을 목표로 한다.
3) 반도체 소자 및 IC 칩 제작에 필요한 주요 단위공정기술 및 집적공정기술의 기초에 대해 이해하는 것을 목표로 한다.

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리소그래피(Lithography, 노광 공정)는 반도체 공정에서 회로의 ‘밑그림’을 웨이퍼에 정밀하게 그려 넣는 핵심 단계이다. 설계된 회로 패턴은 스캐너 등의 노광 장비를 통해 웨이퍼 표면에 도포된 감광제(포토레지스트) 위에 빛으로 전사되며, 이 과정의 반복을 통해 실제 반도체 회로를 형성한다. 본 강의에서는 리소그래피 공정의 기본 원리와 역사적 발전, 광원 및 렌즈 시스템, 포토레지스트의 종류와 특성, 노광 장비의 구성과 작동 원리, 그리고 해상도 향상을 위한 최신 기술까지 단계별로 설명한다. 이를 통해 리소그래피 공정의 핵심 개념을 이해하고, 미래 반도체 기술 발전에 필요한 기초 역량을 갖추는 데 기여할 수 있다.

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메모리 소자 아키텍처가 첨단 공정 노드 및 고집적 3차원 구조로 진화함에 따라 박막 증착 기술은 심각한 기술적 도전에 직면하고 있습니다.
본 강연에서는 PVD, CVD, ALD 를 포함한 주요 박막 증착 기술의 원리와 특성, 그리고 금속 및 유전체 박막의 역할과 적용 사례를 소개합니다.
특히 최신 DRAM 및 3D NAND 소자의 구조적 스케일링 과정에서 발생하는 기술적 난제들을 극복하기 위한 금속 및 유전체 증착 공정의 전략적 접근 방안을 중점적으로 논의합니다.

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최근 반도체 집적도가 증가하면서 Patterning 공정에 대한 난이도 역시 급격히 증가하고 있다. 특히 2D 및 3D Patterning을 모두 담당하는 Etching 공정의 중요성은 그 어느 때 보다도 높아진 상황이다. 본 강의에서는 Etching process를 구현하는데 필수적인 Plasma physics 및 engineering을 소개하고, 기본적인 Etching mechanism 및 주요 물질 별 Etching chemistry, 차세대 Etching 기술 트렌드 등을 조망하고자 한다.

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Doping 및 Diffusion 공정 (Implantation, Annealing, Oxidation, Nitridation, Deposition)은 지난 50 년간 핵심 반도체 제조 기술로서 고성능 소자 제작을 위해 사용되어 왔으며, 현재도 새로운 기술로서 진화하고 있다. 본 중급 과정에서는 각 공정에 대한 기초, 심화, 응용에서부터 차세대 공정까지 폭넓게 다룰 예정이다. Ion implantation 에서는 목적, 장단점, Hardware 구성, Process 응용, Doping profile, Channeling, Defect, TED, 신기술에 대해 소개한다. Annealing 에서는 목적, 종류 (sRTA, fRTP, LSA), Activation, Junction 조절, 장비 종류 및 Hardware 구성에 대해 소개한다. Oxidation 에서는 산화 Kinetics, 산화막 물성, Defect/Charge, 다양한 산화 방식(Dry, Wet, Plasma, Radical)과 장비에 대한 소개가 이루어진다. Nitridation 에서는 방식(Thermal, Plasma)에 따른 N profile, 소자 특성, 장비에 대해 다룬다. Deposition (LPCVD, ALD) 에서는 증착 Kinetics, 분류 방식, 다양한 박막 종류 (Poly Si, SiO2, Si3N4, SiON, Metal) 및 공정 응용에 대해 소개할 예정이다.

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반도체 소자의 고속화 및 고집적화에 따라 다층배선구조에 있어서 배선층수의 증가와 패턴의 미세화에 대한 요구가 여전히 높다. CMP (Chemical Mechanical Planarization)는 미세패턴을 형성하기 위한 노광장치의 Depth of focus가 작아지면서 광역평탄화를 실현하기 위해 도입되었는데, 현재는 STI, Cu damascene 등 패턴형성 및 TSV 같은 packaging 쪽에도 사용되고 있어 그 중요성이 나날이 커지고 있다. Cleaning은 Particle, Metal, Polymer, Organic contamination, Native Oxide 및 Damaged Layer 등과 같은 Wafer 상의 원하지 않는 물질들을 제거하여, Device Yield를 감소시키는 노광 불량, Gate Oxide 불량, 전기적 접촉저항 불량 및 배선의 단락 등과 같은 결함을 제어하는 모든 공정을 의미한다. 패턴 미세화에 따라 난이 도가 급격히 증대되어 패턴손상 없는 새로운 세정공정개발의 필요성이 커지고 있다. 본 강 의에서는 CMP 및 cleaning의 기본 개념과 필수 구성요소를 장비와 재료 측면에서 살펴보고, 차세대 CMP 및 cleaning의 방향에 대해서 다루고자 한다.

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