레이아웃을 위한 반도체 공정(process) 기본 개념

 레이아웃을 다른 말로 흔히 physical design 이라고도 한다.

회로 설계가 회로의 logic 동작에 중점을 둔 설계라면, 레이아웃은 이렇게 설계된 회로를 wafer에 실제 물리적인 모양으로 구현하는 업무이기 때문이다.

레이아웃이 완료되면 레이아웃 DB는 GDS 혹은 OASIS 포맷의 파일로 전달이 되는데, 이 파일들은 각 레이어 별로 wafer 위에 프린트 할 수 있는 mask(사진의 필름에 해당)로 제작되어 FAB에 전달되고, FAB에서는 이 mask를 사용하여 implant,etch,grow 등의 과정을 실행하게 된다.

 

반도체 공정을 알아야 하는 이유

 반도체는 기본적으로 wafer 위에 레이아웃 된 각각의 레이어가 한 층씩 쌓아 올려진 입체적인 구조이다.

그런데 공정이 진행되고 난 후 wafer 상에 만들어진 반도체 패턴은 레이아웃 패턴과 완전히 같지는 않다. 공정 진행 중에 여러가지 이유로 패턴이 조금씩 바뀌기도 하고, 똑같은 패턴으로 그린 여러 개의 디바이스이지만 특성이 조금씩 달라질 수도 있다.

그러기에 공정이 어떤 순서로, 어떤 방법으로 진행되는지 잘 이해하여야 디자인 룰을 보다 정확하게 이해 할 수 있고, 공정에서 발생 가능한 mismatch 요인들을 레이아웃 과정에서 미리 예방 할 수 있다.

 

 

 사실 반도체 관련 자료를 검색할 때 가장 쉬운 자료가 공정 관련 자료이다.

우리 나라에는 삼성, 하이닉스, DB 등 반도체를 FAB을 보유한 대기업 및 반도체 생산직에 근무하는 인력들이 상당수 있기 때문에 회로 설계와는 비교할 수 없을 정도로 넘쳐나는 한글 정보가 공정 관련 정보이니 이번 포스팅에서 소개하는 각각의 공정들에 대해 보다 깊이 있는 공부를 하고 싶다면 검색으로 해결하면 될 것이다.

 

이번 포스팅에서는 반도체의 가장 기본적인 공정과 아날로그 레이아웃 엔지니어가 꼭 알아야 할 몇 가지 개념에 대한 간단한 설명을 이전에 만들어 놓은 교육 자료로 첨부하고자 한다.

 

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