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실리콘웨이퍼 제조에 필요한 ELID 연삭의 최신개발동향

전문가 제언: ○ 반도체장비의 90%이상이 단결정실리콘으로 제조되며, 세계적으로 매년 약 1억5천만 종류의 실리콘웨이퍼(silicon wafers)가 생산된다. 2007년 실리콘웨이퍼 및 반도체의 세계시장규모는 각각 118억 달러 및 2680억 달러이고, 컴퓨터, 통신, 자동차, 가전, 산업자동화 및 방산시스템 등 응용분야의 확대와 함께 수요가 매년 증가하고 있다.

○ 연삭공정은 얇게 절단된 원판형상의 실리콘웨이퍼를 고품질의 정밀도로 평탄하게 하는 작업이다. 실리콘웨이퍼 연삭공정에서 표면조도를 좋게 하고 표피층의 손상을 최소화하기 위해 가능하면 미세한 다이아몬드 입자를 사용한다. 그러나 입자크기 #4000번 보다 미세한 연삭 휠의 경우 자주적인 드레싱 성능을 갖도록 제조하는 것이 어려운 과제이다.

○ ELID(Electrolytic In-process Dressing) 연삭은 입자크기 메시 #1200번～ #3,000,000번의 미세한 입자의 다이아몬드 휠을 사용하고, 연삭공정 중에 드레싱 작업을 동시에 수행하여 기존 연삭방식보다 우수한 경면(mirror surface)을 생성하는 공정이다.

○ ELID 연삭의 실용화를 위해서는 ①평탄도 향상 ②재료제거율의 증대 ③휠 마모량을 보상하는 방법의 개발 ④산화층이 두꺼울 때 휠 수명의 증대 등의 기술적 과제를 해결하여야 한다.

○ 일본 도시바는 최근 선폭 43nm의 최첨단 극 미세가공을 적용하여 300mm 웨이퍼를 월 21만매 생산할 수 있는 공장을 가동하였다. 하이닉스는 57nm 공정을 정착하였고, 삼성전자는 42nm의 반도체 생산을 통해 세계적으로 기술력을 선도하고 있다.

○ 반도체산업에서 경쟁우위를 확보하기위해서는 실리콘웨이퍼의 초 박판 및 극 미세화 기술경쟁에서 세계 선두자리를 지켜야 한다. 기반기술인 실리콘웨이퍼 원소재의 순도를 높이는 기술, ELID 연삭의 실용화 기술과 가공공정분야에서 고능률 고정밀도의 제조기술을 최우선적으로 개발해야 한다.

저자: J.H. Liu, Z.J. Pei, Graham R. Fisher
자료유형: 학술정보