반도체 공정은 반도체의 종류에 따라서 상당한 차이가 있지만 비교적 첫 공정 단계는 반도체의 기본 재료인 웨이퍼를 만들기 위한 단결정 성장 공정이라고 할 수 있다.
이 공정은 고순도로 정제된 실리콘 응용액에 씨앗(seed)의 역할을 하는 결정을 넣어 회전시키는 방법으로 웨이퍼의 기본이 되는 고체형 단결정 규소봉을 제조한다.
실리콘반도체의 경우에는 단결정 규소봉 대신 단결정 실리콘이 사용되는데, 단결정 실리콘의 전단계인 다결정 실리콘의 제조에 고순도 수소, 고순도 실란 또는 삼염화 실란이 사용된다.
에피탁시 공정은 단결정 실리콘 위에 각종 반도체 관련 재료들을 올려놓기 위해 일종의 얇은 필름으로 실리콘의 표면을 덮는 코팅공정이다. 이는 각 재료들이 특정위치에 정확히 위치 할 수 있도록 기초공사를 하는 것과 같다.
이 때는 특수가스를 활용해 화학적으로 코팅물질을 증착시키는 여러가지 방법을 사용하는데, 보통 CVD 장비라 하며, 상압, 고압, 진공 상태에 따라서 각각의 장비를 구분하기도 하며, 플라즈마를 이용하는 방식에 따라서 PECVD와 갈륨, 인, 알루미늄등 금속 유기물을 증착시키는 방식에 따라서 MOCVD로 장비를 구분하기도 한다.
이러한 공정에서는 고순도 SiH4, SiH2Cl2, SiHCl3, SiCl4, GeH4, B2H6, BBr3, BCl3m AsH3, TeH2, SnCl4, GeCl4, WF6, NH3, CH4, Cl2, MoF6등 많은 종류의 특수한 가스가 사용된다.
그리고, 이러한 물질의 운반기체로는 고순도 수소와 질소, 아르곤 등이 사용된다.
에피탁시 공정 후에는 에칭 공정을 실행하게 된다. 에칭 공정은 웨이퍼에 불필요한 부분을 화학물질이나 가스를 사용하여 발생하는 반응 물리적 힘 등을 이용하여 제거하는 공정이다.
에칭은 그 방식에 따라 과거 화학 수용액을 이용한 방법에서 가스를 이용하는 Dry Etching 방식이 현재 주류를 이루고 있다.
건식 에칭은 기상에칭, 플라즈마 에칭, 이온빔 에칭으로 분류 할 수 있는데, 다만 기상에칭은 HCl, HBr, SF6, Cl2 등의 가스를 사용하지만, 습식 에칭과 별다른 차이가 없다고 생각하는 사람들도 있기 때문에 건식에칭 방식에서 제외하는 경우도 있다.
플라즈마 에칭은 특수가스를 감압시켜 방전을 통해 일반 대기압 상태에서 얻을 수 없는 강한 반응 물질을 생성하여 에칭하는 방식이다. RIE, ICP 등을 흔히 이야기 하며, SiF4, CF4, C3F8, C2F6, CHF3, CClF3, O2 등이 사용된다.
이온빔 에칭은 가스의 이온을 가속시켜서 웨이퍼 표면에 충격을 주는 방식으로 식각 공정을 하게 되는데, C3F8, CHF3, CClF3, CF4 등의 가스가 사용된다.
