웨이퍼에 도시를 짓는다고? 반도체 8대 공정이란?

Austin Go

9월 8일

3분 분량

반도체 공정을 처음 배우면 이상한 점이 하나 있습니다.

포토로 회로를 그리고, 식각으로 깎고, 증착으로 다시 덮습니다. 그런데 조금 지나면 비슷한 일을 또 합니다.

“아까 했는데 왜 또 하지?”

이유를 가장 쉽게 이해하는 방법은 웨이퍼를 ‘빈 땅’, 반도체 칩을 ‘초미세 도시’라고 생각해 보는 것입니다.

도시도 도로 하나를 그린다고 완성되지 않듯, 반도체도 회로를 한 번 그린다고 끝나지 않습니다.

반도체 8대 공정이 시작되는 원형 실리콘 웨이퍼 — 반도체 제조는 깨끗한 실리콘 웨이퍼 위에 미세 구조를 하나씩 만들어 가는 과정에서 시작합니다.

반도체 8대 공정, 시작은 아무것도 없는 둥근 땅, 웨이퍼

반도체의 출발점은 얇고 둥근 실리콘 웨이퍼입니다.

고순도 실리콘으로 잉곳(Ingot)을 만들고 이를 얇게 자른 뒤 표면을 가공합니다. 이 웨이퍼 위에 수많은 다이(Die)가 만들어지고, 나중에는 각각의 칩으로 분리됩니다.[1]

아직은 복잡한 회로 도시가 보이지 않습니다.

이제 이 바탕 위에 보호막을 만들고, 설계도를 옮기고, 필요한 곳을 깎고, 다시 새로운 층을 올리는 작업이 시작됩니다.

먼저 보호막을 만들고, 빛으로 설계도를 찍는다

산화공정에서는 웨이퍼 표면에 산화막을 형성합니다.

이 산화막은 웨이퍼 표면을 보호하고 이후 반도체 구조를 만드는 과정에서 필요한 역할을 합니다.[2]

그다음은 포토공정(Photo Lithography)입니다.

감광액을 바른 웨이퍼에 회로 패턴이 담긴 마스크를 이용해 빛을 비추고 현상하면 원하는 패턴이 웨이퍼 위에 나타

납니다.[3]

쉽게 말하면 초미세 도시의 설계도를 빛으로 웨이퍼 위에 찍는 과정입니다.

반도체 8대 공정 중 빛으로 웨이퍼에 회로를 그리는 포토공정 — 포토공정에서는 빛과 마스크를 이용해 웨이퍼 위에 미세한 회로 패턴을 형성합니다.

설계도를 그렸으면 필요 없는 곳을 깎는다

이번에는 식각공정(Etching) 차례입니다.

포토공정에서 만든 패턴을 기준으로 필요 없는 부분을 선택적으로 제거합니다. 도시로 비유하면 설계도에 맞춰 도로나 공간을 파내는 모습과 비슷합니다.[4]

그런데 깎기만 하면 도시가 만들어질 수 있을까요?

이번에는 다시 재료를 쌓아야 합니다.

증착공정은 웨이퍼 위에 매우 얇은 박막을 형성하고, 이온주입공정은 필요한 영역에 불순물을 넣어 실리콘의 전기적 특성을 조절합니다.[5]

포토 식각 증착을 반복해 여러 층을 만드는 반도체 제조공정 — 반도체는 한 번의 패터닝으로 만들어지는 것이 아니라 여러 층의 미세 구조를 반복적으로 형성합니다.

그런데 왜 쌓고, 그리고, 깎는 일을 또 할까?

바로 여기가 반도체 8대 공정을 이해하는 가장 중요한 부분입니다.

반도체 칩은 평면 위에 회로 한 장을 그려 놓은 구조가 아닙니다.

여러 종류의 재료와 미세 구조가 층층이 만들어진 복잡한 구조입니다.

삼성전자 반도체 자료에서도 박막을 형성하고 포토공정으로 패턴을 만든 뒤 식각하고 세정하는 과정을 여러 차례 반복한다고 설명합니다. 또한 우리가 ‘반도체 8대 공정’이라고 부르는 것도 실제 수백 단계의 제조 과정을 큰 범주로 나눠 설명한 것입니다.[5]

따라서 이렇게 기억하면 훨씬 쉽습니다.

쌓고 → 패턴을 만들고 → 깎고 → 성질을 바꾼다.

그리고 새로운 층이 필요하면 다시 이 과정을 반복합니다.

도시가 생겼다면 이제 ‘전기길’을 연결한다

트랜지스터와 여러 소자가 만들어졌다고 끝은 아닙니다.

서로 연결되지 않으면 회로가 제대로 동작할 수 없기 때문입니다.

금속배선 공정은 회로 패턴에 따라 전기 신호가 이동할 길을 만드는 과정입니다. 도시의 건물 사이에 전력망과 도로망을 연결하는 모습과 비슷합니다.[6]

반도체 8대 공정 중 트랜지스터를 연결하는 금속배선 구조 — 각각 만들어진 소자는 금속배선을 통해 연결돼 하나의 회로로 동작합니다.

완성됐다고 바로 제품이 되는 것은 아니다

이번에는 검사가 기다리고 있습니다.

EDS(Electrical Die Sorting)는 웨이퍼 상태에서 칩의 전기적 특성을 검사해 정상적으로 동작하는 칩과 그렇지 않은 칩을 구분하는 과정입니다.

프로브 카드의 미세한 핀이 웨이퍼와 접촉해 전기 신호를 주고받으며 칩을 검사합니다.[7]

그다음에는 웨이퍼 위의 칩을 각각 분리하고 패키징합니다.

패키징은 칩을 외부 환경으로부터 보호하면서 외부와 전기적으로 연결해 실제 제품에 사용할 수 있는 형태로 만드는 과정입니다.[8]

그런데 먼지 한 알은 왜 그렇게 무서울까?

초미세 도시를 만들고 있는데 도로 한가운데 갑자기 큰 돌이 떨어졌다고 생각해 보면 쉽습니다.

사람 눈에는 아주 작은 먼지라도 반도체의 미세한 회로와 비교하면 문제가 될 수 있습니다.

ASML은 작은 먼지나 이물질이 웨이퍼에 닿으면 마이크로칩을 망가뜨릴 수 있기 때문에 반도체 제조시설이 매우 엄격한 청정환경을 유지한다고 설명합니다.[9]

작은 먼지가 반도체 웨이퍼 회로에 영향을 줄 수 있는 클린룸 제조환경 — 미세한 회로를 만드는 반도체 제조에서는 작은 오염물도 결함의 원인이 될 수 있어 청정환경 관리가 중요합니다.

반도체 8대 공정은 여덟 가지 일을 한 번씩 하고 끝내는 목록이 아닙니다.

웨이퍼라는 바탕 위에 층을 만들고, 패턴을 새기고, 전기적 성질을 만들고, 연결망을 더해 가는 거대한 제작 과정입니다.

그래서 반복은 낭비가 아닙니다.

그 반복이 층층이 쌓여야 비로소 웨이퍼 위에 실제 반도체 칩이 만들어집니다.

출처

번호	발행처	자료명 및 링크	발행·확인 정보	본문 활용 내용	출처 유형
1	삼성전자 반도체	반도체 8대 공정 1탄, 웨이퍼란 무엇일까요?	2026.09.08 확인	웨이퍼, 잉곳, 다이 및 8대 공정이 수백 제조단계를 크게 구분한 개념임을 확인	기업 공식 기술자료
2	삼성전자 반도체	반도체 8대 공정 2탄, 웨이퍼 표면을 보호하는 산화공정	2026.09.08 확인	실리콘 웨이퍼 표면의 산화막 형성 및 역할	기업 공식 기술자료
3	삼성전자 반도체	반도체 8대 공정 4탄, 웨이퍼에 회로를 그려 넣는 포토공정	2026.09.08 확인	감광액, 마스크, 노광 및 현상을 이용한 패턴 형성	기업 공식 기술자료
4	삼성전자 반도체	반도체 8대 공정 5탄, 반도체 회로패턴의 완성 식각공정	2026.09.08 확인	필요 없는 부분의 선택적 제거와 습식·건식 식각	기업 공식 기술자료
5	삼성전자 반도체	반도체 8대 공정 6탄, 증착과 이온주입 공정	2026.09.08 확인	박막 형성, 이온주입을 통한 전기적 특성 부여 및 공정 반복	기업 공식 기술자료
6	삼성전자 반도체	반도체 8대 공정 7탄, 전기가 통하는 길을 만드는 금속배선 공정	2026.09.08 확인	회로 사이를 연결하는 금속 배선의 역할	기업 공식 기술자료
7	삼성전자 반도체	반도체 8대 공정 8탄, EDS 공정	2026.09.08 확인	웨이퍼 상태의 전기적 검사와 칩 선별	기업 공식 기술자료
8	삼성전자 반도체	반도체 8대 공정 9탄, 패키징 공정	2026.09.08 확인	다이 분리, 칩 보호 및 외부 전기 연결	기업 공식 기술자료
9	ASML	How microchips are made	2026.09.08 확인	미세 오염물과 먼지가 칩에 미치는 영향 및 클린룸 필요성	장비기업 공식 기술자료