팹(fabrication facility)은 실리콘웨이퍼 제조 공장을 의미하는데 대체로 한 회사 전체를 지칭하기보다는 개별시설을 의미한다. 반도체 회사는 제조 공장을 직접 건설하고 운영할 수도 있지만, 때로 제조는 다른 회사에 맡기고 칩 설계만을 하는 경우도 있다. [1]
개요
실리콘웨이퍼 제조 공장에서는 반도체 부품(특히 집적 회로)을 생산하는 공장. 컴퓨터 및 스마트폰 등의 핵심 부품(CPU, GPU, RAM 등)을 만든다. 반도체 생산을 위한 팹은 먼지와 소음, 자기장 등으로부터 완벽하게 보호돼야 한다. 공정이 미세화되다 보니 필연적으로 무균 시설이다. 규소 덩어리를 판 형태로 자르고, 잘 연마한 다음 바이러스만큼 작은 회로를 심는 작업을 거친 뒤 테스트하고 출고하는 과정을 거친다.[2]
팹 IN OUT
제조하는 반도체 소자는 개별소자(discrete device)든, 통상적으로 반도체 칩이라고 하는 IC(Integrated Circuit)든 상관없고, 만드는 재료도 실리콘(Si)과 같은 단일 원소 반도체든, 갈륨아사나이드(GaAs) 같은 화합물 반도체든 상관없이, 어쨌든 반도체 물질을 사용하여 반도체 소자를 만드는 제조 라인 (Fabrication = FAB) 을 가리킨다. 여기서는 편의상 IC로 설명하겠으나 개별소자의 경우도 마찬가지이다. (개별소자의 경우 팹 회사가 아닌 외부에서 설계할 일이 거의없기에) 보통 IC 생산은 설계 회사가 설계가 끝난 후 FAB에 어떠한 매개체를 전달해 주어야 공정이 진행된다. 예를 들면 LX 세미콘이라는 FABLESS 회사가 본인들의 CHIP 설계가 끝난다고 해서 아무것도 없이 FAB에 공정이 진행될 수는 없을 것이다. 그렇기 때문에 보통 설계가 끝이 나면 설계의 최종 단계인 Layout DB를 FAB에 전달해 주고, FAB에서는 실제로 그 Chip을 생산하기 위해 전달받은 Layout을 Mask shop에 의뢰하여 Mask set을 생산 하게 된다.
IC 설계의 최종 단계인 레이아웃(layout DB)으로 만들어낸 마스크 세트(mask set)를 가지고 실리콘 원반인 베어 웨이퍼를 재료로 하여 여러 화학약품과 제조 장비를 사용하여 가공된 웨이퍼를 만드는 곳이 반도체 팹이다. 베어 웨이퍼(bare wafer)와 가공된 웨이퍼(fabricated wafer)란 요즘은 잘 보이지 않는 음악 CD로 비유하자면, 베어 웨이퍼는 공 CD에 해당하고 가공된 웨이퍼는 음악이 실린 CD에 해당한다. 베어 웨이퍼는 그저 얇은 실리콘 원반이고, 가공된 웨이퍼에 IC가 될 전자회로가 들어있다. Mask란 멘티들이 흔히 잘 아는 바와 같이 사진에 비유하자면 이 마스크는 필름에 해당하고 베어 웨이퍼는 인화지에 해당한다. 인화지에 필름을 현상하면 사진이 되듯이 베어 웨이퍼 위에 마스크를 사용하여 전자회로를 현상(photo lithography) 하고 식각(etching), 증착(deposition), 임 플란테이션(implantation), 확산(diffusion) 등의 여러 공정을 수십 번 반복하여 백수십여 공정을 거쳐 전자회로 즉, IC를 만들어낸다. 우리 말로 <웨이퍼 가공업>이라 하는 것이 바로 이 팹 사업(FAB business)이다. 이때에 FAB에 들어가는 단계를 FAB IN이라고 하고 공정이 끝난 단계를 FAB Out이라고 표현한다.[3]
팹 생산 환경
- 반도체 생산라인 내부는 클린 룸(Clean room)이라고 불린다. 반도체 제조 공정에서는 아주 작은 먼지, 입자 하나라도 들어가면 반도체 품질에 영향을 줄 수 있는데 이는 클린 룸이 외부 환경과는 다른 아주 높은 수준의 청정도를 유지해야 하는 이유다. 공간의 청정도를 나타내는 척도는 클래스인데 클래스는 가로, 세로, 높이가 각 1피트인 1입방피트 안에 0.5마이크로 미터 이상 크기의 입자 수가 얼마나 되는지를 나타낸다. 예를 들어, 클린 룸의 클래스가 1,000이라고 하면, 0.5마이크로미터 이상 크기의 입자가 1,000개 이하인 공간이라고 할 수 있다.[4]
관련 기사
미국 주도 반도체 공급망 협력체 기사를 쓸 때마다 머뭇하는 지점이 있다. 어떤 약칭을 쓸 것인가다. 논의가 수면 위로 올라온 이후 정부는 팹 4(Fab4)로 지칭했다. 반도체 제조 공장을 의미하는 fabrication의 약자 fab에 미국·한국·일본·대만 등 참여국 숫자를 붙인 단어다. 미국도 팹 4로 부른다. 반도체 설계 능력에 강한 미국이 생산시설을 가진 국가와 협력하는 취지로 풀이된다. 반면 대다수 한국 언론 기사는 칩 4(Chip4)로 표기했다. 반도체 칩을 쉽게 연상할 수 있는 명칭이다. 정부는 팹 4라고 이야기했지만 사람들의 이해를 도울 수 있는 칩 4를 이기지 못한 듯했다. [5]
동영상
각주
참고자료
같이 보기
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