계장기술(PROCON)

신제품 반도체 생산과 생산 장비

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작성자 최고관리자 댓글 0건 조회 657회 작성일 22-05-13 17:50

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칩 산업 위기는 최근 수십 년 동안 엄청난 도전에 직면하고 있는 반도체 산업의 실상을 보여준다.

점진적 디지털화는 반도체가 거의 모든 기기에 탑재된다는 것을 의미한다. 이러한 고집적화된 칩이 디지털 정보를 처리할 수 있게 되면서, 반도체에 대한 수요는 매년 증가하고 있다. 개별 생산 단계를 단순화한 위의 그림 1에서 볼 수 있듯이, 생산 측면에서의 반도체는 가장 복잡한 제품이라고 할 수 있다.

 반도체 생산용 공장 설비인 ‘팹(Fab)’에서 진행되는 단계들로 실리콘 웨이퍼, 포토 마스크, 다양한 가스 및 유체 등 모든 구성요소가 필요하다. 반도체의 실제 생산을 담당하는 반도체 생산 장비는 웨이퍼에 고집적 칩이 형성되도록 식각 공정, 증착, 석판 촬영 등의 도움을 받아 원자를 조작한다. 그런 다음 웨이퍼가 절단되고, 그에 따라 칩이 패킹된다.


반도체 생산 장비에 적용되는 도구들

반도체 생산 장비의 주요 구성요소는 도구라고 하는 장치들인데, 힐셔의 신규 comX 51CA-RE-R도 이러한 도구들에 사용되는 장치로 EtherCAT 통신을 담당한다. 통신 모듈은 ETG.5003 표준에 따라 다음의 도구에서 사용이 가능하다.

1. 저감 및 하위 공장 시스템
생산 공정에서 생성되는 배기 가스 및 부산물을 처리하는 하위 공장에는 다수의 펌프와 환원 시스템이 있으며, 하위 공장은 클린룸 내의 프로세스 챔버에 있는 도구들을 위한 완벽한 환경을 조성해야 한다.

2. DC 및 RF 제너레이터
반도체 생산에 사용되는 DC 및 고주파 제너레이터는 프로세스 챔버 내에서 화학적, 물리적 프로세스(예 : 증착, 식각 및 세척)를 수행하는 데 사용된다.

3. 질량 유량 제어기
100가지 이상의 가스와 일부 유체가 반도체 생산에 사용되며, 질량 유량 조절기를 통해 조절될 수 있다.

4. 프로세스 제어 밸브
프로세스 제어 밸브는 일반적으로 다양한 산업용 애플리케이션에서 압력, 유체의 수위 및 유량 또는 온도를 제어하기 위해 사용된다. 또 반도체 생산에도 사용된다.

5. RF 매처
고주파 기술에서는 전선에 적용되지 않은 부하 임피던스로 인해 제너레이터가 최대 출력을 부하에 전송할 수 없고, 출력 수준은 RF 조정을 통해 마이크로 초 범위에서 정밀하게 조정 가능하다. 또한 반도체 생산에서의 정확한 송전을 보장하고, 궁극적으로 반도체 생산 과정의 안정성에 기여한다.

6. 러핑 펌프
반도체 생산에서 진공 펌프는 진공 또는 초고진공 상태를 만들기 위해 사용되며, 드라이 러닝 진공 펌프의 경우 공정 조건의 안정화를 위한 조력자라고 할 수 있다.

7. 온도 제어기
고체 물질의 화학 용액에 의한 액화가 진행되는 식각 과정에서는 적절한 온도가 핵심적인 역할을 하기 때문에 온도 편차를 방지하기 위한 온도 제어기가 사용된다. 온도 편차가 발생되는 경우, 식각 과정 이후 웨이퍼를 사용하지 못할 수도 있기 때문이다.

8. 터보 펌프
터보 펌프의 경우 (초고)진공 상태 조성을 위해 필요한 압력이 빠르게 회전하는 로터에 의해 생성되며, 매우 청결한 공정 조건으로 이어진다.

9. 진공 압력 게이지
반도체 생산 업체에서는 클린룸 보호를 위한 진공 상태 정도를 정확히 측정하는 것이 필수적이기 때문에 진공 압력 게이지가 다양한 프로세스 단계(예 : 분리 또는 식각)에서 사용된다.


신규 팹 건설

점진적인 디지털화 외에도, 신규 팹 건설이 꼭 필요한 다른 이유 중 하나가 전 세계적으로 이슈화되고 있는 반도체 부족 현상이다. 원자재 공급업체들 사이에 공급 부족 현상이 빚어진 것은 정치적 긴장 때문이지만, 자연재해 또한 주요 생산의 중단을 야기했으며, Covid-19 대유행이 위기를 악화시켰다.

그러나 업계 내 대기업들에게 반도체 부족 현상은 당면 과제로 신규 팹 건설에 수십억 달러를 투자하고 있다.

comX 51CA-RE-R

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힐셔는 반도체 생산에서의 새로운 역량 창출 및 기존 반도체 생산시설의 확충을 필요로 하는 반도체 생산 장비 제조업체들을 위해 comX 51CA-RE-R 제품을 출시, 판매하고 있다. 이에 따라 반도체 생산 장비 제조업체들은 EtherCAT 통신 기술에 대한 힐셔의 다년간의 경험뿐 아니라 comX 모듈의 신뢰성까지 기대할 수 있다.

•반도체 생산 장비 내 장치용 EtherCAT 슬레이브 네트워크 인터페이스
•ETG.5003-1 표준에 따라 개발된 공통 장치 프로파일
•“온-보드”형 네트워크 커넥터가 탑재된 완성형 슬레이브 인터페이스

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