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공정 · 고급

오버레이

Overlay

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층과 층 사이의 정렬 오차. 미세화가 진행될수록 이 오차의 허용치가 줄어 계측 장비의 중요도가 올라간다.

반도체 소자는 수십 개의 층을 한 층씩 별도의 노광 공정으로 쌓아 올리므로, 이전 층에 새긴 패턴과 다음 층의 패턴이 완벽히 겹치리라는 보장이 없다. 이 어긋남이 커지면 비아나 콘택트가 아래 배선을 온전히 덮지 못해 저항이 튀거나 아예 끊어질 수 있기 때문에, 오버레이는 회로의 전기적 동작을 좌우하는 핵심 관리 지표로 다뤄진다. 실제로는 웨이퍼 곳곳에 정렬용 마크를 함께 새겨두고, 노광 스캐너가 노광 전에 이 마크를 읽어 스테이지 위치와 웨이퍼 변형을 보정하며, 노광이 끝나면 별도의 계측 장비가 층간 마크의 상대 위치 차이를 측정해 웨이퍼 전면의 오버레이 오차 지도를 만들어 다음 로트의 스캐너 보정값에 되먹임한다. 하나의 층을 두 번 이상 나눠 노광하는 멀티 패터닝 공정에서는 노광 간 오버레이가 조금만 틀어져도 선폭이 고르지 않게 되어 곧바로 수율 저하로 나타나므로, 공정 엔지니어는 로트마다 오버레이 계측 결과를 확인하며 보정치를 조정하는 작업을 상시적으로 수행한다. 흔히 패턴의 굵기를 뜻하는 임계치수(CD)와 혼동하는데, CD가 규격 안에 들어와 있어도 층간 위치가 어긋나 있으면 소자는 불량이 될 수 있으므로 두 지표는 서로 다른 문제를 가리킨다는 점을 구분해야 한다.

공정 분야의 다른 용어

용어집 전체

ALD중급해설

Atomic Layer Deposition

원자층 단위로 막을 한 겹씩 쌓는 증착. 두께를 정밀하게 통제할 수 있어 GAA 구조에서 비중이 커졌다.

CMP중급해설

Chemical Mechanical Polishing

화학과 연마를 함께 써서 표면을 평탄하게 만드는 단계. 층을 쌓아 올리려면 매번 바닥이 평평해야 한다.

DUV중급해설

Deep Ultraviolet Lithography

EUV 이전 세대의 노광. 이머전(물에 담가 해상도를 높인) 방식과 멀티패터닝을 조합해 아직도 대부분의 층을 찍는다.

EUV중급해설

Extreme Ultraviolet Lithography

극자외선을 쓰는 노광 방식. 파장이 짧아 미세 패턴을 한 번에 그릴 수 있지만 장비를 만드는 곳이 사실상 한 곳뿐이라 공급이 곧 지정학이 된다.

High-NA EUV고급해설

High-NA EUV

렌즈의 개구수를 키운 차세대 EUV. 해상도를 더 올리는 대신 한 번에 찍는 면적이 줄어 설계·수율 양쪽에 새 제약을 만든다.

결함밀도고급해설

Defect Density

단위 면적당 치명 결함의 수. 다이 크기와 함께 수율을 결정하는 값이라 새 노드의 성숙도를 가늠하는 지표로 쓰인다.

공정 노드입문해설

Process Node

공정 세대를 부르는 이름. 지금의 "2nm" 같은 표기는 물리 치수가 아니라 마케팅 명칭이라 회사 간 직접 비교가 되지 않는다.

노광입문해설

Photolithography

빛으로 회로 패턴을 웨이퍼에 새기는 단계. 이 단계의 해상도가 곧 공정 미세화의 한계를 정한다.

다이입문해설

Die

웨이퍼 위에서 잘라낸 칩 하나. 다이가 클수록 웨이퍼 한 장에서 나오는 개수가 줄고 결함에 걸릴 확률이 커진다.

마스크중급해설

Photomask

노광에 쓰는 회로 패턴 원판. 층마다 필요해서 노드가 미세해질수록 마스크 세트 비용이 급격히 오른다.

멀티패터닝고급해설

Multi-patterning

한 층을 여러 번 나눠 찍어 더 촘촘한 패턴을 만드는 기법. 공정 단계가 늘어 원가와 변동이 함께 커진다.

수율입문해설

Yield

만든 것 중 쓸 수 있는 것의 비율. 공정 기술의 성패를 가르는 실질 지표이고, 새 노드의 원가는 사실상 수율이 결정한다.

식각입문해설

Etching

노광으로 그린 패턴을 따라 깎아내는 단계. 3D NAND 처럼 깊게 파는 구조에서는 이 단계가 난이도의 중심이 된다.

웨이퍼입문해설

Wafer

반도체를 만드는 원판. 실리콘 잉곳을 얇게 잘라 거울처럼 다듬은 것으로, 이 한 장 위에 수백~수천 개의 칩이 함께 만들어진다.

전공정입문해설

FEOL / Front-end

웨이퍼 위에 트랜지스터와 배선을 만드는 단계. 노광·식각·증착·평탄화를 수백 번 반복한다.

증착입문해설

Deposition

웨이퍼 위에 얇은 막을 입히는 단계. CVD·PVD·ALD 로 나뉘고, 미세화가 진행될수록 ALD 비중이 커진다.

트랜지스터 밀도중급해설

Transistor Density

면적당 트랜지스터 수(MTr/mm²). 노드 이름보다 실질에 가깝지만 회사마다 세는 기준이 달라 그대로 비교하기는 어렵다.

팹입문해설

Fab

웨이퍼를 가공하는 공장. 청정도·진동·전력·초순수 요구가 극단적이라 부지 선정부터 제약이 크다.

포토레지스트중급해설

Photoresist

빛에 반응해 녹거나 굳는 감광액. 노광의 해상도를 실제로 구현하는 소재라 소수 업체가 공급을 쥐고 있다.