[반도체공정]반도체 칩 제조에 사용되는 실리콘 웨이퍼 제조방법

1. 실리콘 웨이퍼 개요

실리콘 웨이퍼는 반도체 칩 제조 과정에서 가장 기본이 되는 기판으로서, 반도체 산업의 핵심 소재이다. 실리콘 웨이퍼는 고순도의 실리콘으로 만들어지며, 주로 99.9999% 이상의 순도를 갖춘 실리콘이 사용된다. 이러한 웨이퍼는 주로 단결정 실리콘을 기반으로 하며, 단결정 실리콘은 결정 결함이 적어 전기적 특성이 우수하여 반도체 소자의 성능 향상에 기여한다. 실리콘 웨이퍼의 크기는 수요에 따라 다양하며, 현재 가장 많이 사용되는 크기는 200mm(8인치)와 300mm(12인치)이다. 2023년 기준 글로벌 시장에서 300mm 웨이퍼 점유율은 약 80%에 이르며, 이는 생산성 향상과 비용 절감 효과 때문이다. 실리콘 웨이퍼의 제조 과정은 크게 원료 정제, 잉곳 성장, 웨이퍼 절단 및 세척, 최종 검사 단계로 나뉜다. 원료 실리콘은 제련과 정제 과정을 거쳐 고순도 화합물로 만들어지며, 이 후 잉곳(ingot)이라는 원통형 결정으로 성장된다. 잉곳의 성장에는 카다머(Czochralski, Czochralski) 방법이 주로 사용되며, 이 방법은 몇 인치부터 12인치 이상 크기의 잉곳까지 성장할 수 있어 산업적 효율성이 높다. 잉곳이 성숙되면, 이를 정밀하게 절단하…