반도체 제조 장비는 메인 프레임에 가열 장치, 플라즈마 장치, 반송 장치, 가스 및 케미컬 공급 장치 등 여러 종류의 핵심 모듈이 장착되어 있다. 각 모듈 장치는 또한 여러 가지의 부품의 조합으로 이루어져 있다. 반도체 칩 제조 공정이 점점 미세화 되면서 제조 공정에 사용되는 반도체 장비 역시 성능의 고도화가 필수적으로 요구되고 있다. 반도체 장비 성능의 향상 없이는 반도체 공정의 고도화도 불가능하다. 반도체 장치는 초정밀의 정확성(high accuracy), 장비 성능의 고 재현성(high reproducibility), 고장 없는 고 신뢰성(high reliability)이 요구된다. 또한, 장비 내부에서도 생산성 향상을 위해 공정 챔버가 여러개로 이루어져 있어 공정 챔버 간 성능의 균일성(chamber to chamber matching)이 요구된다. 즉, 성능(performance)의 극대화뿐만 아니라 편차 없는 성능의 구현이 필수적인 것이다. 이 책은 반도체 장비를 구성하는 핵심 모듈의 종류와 기능, 동작 원리와 이들 핵심 모듈을 구성하는 부품의 종류와 기능, 동작원리를 이해하는데 도움이 되고자 제작하였다. 반도체 장비는 지속적으로 발전하고 있지만 반도체 장비의 요소 기술의 원리는 기본적으로 동일하다. 본 교재는 학생 뿐만 아니라 일반인들도 장비의 요소 기술에 대해 이해하기 쉽게 제작하려고 노력하였다.

본 교재는 총 10장으로 구성되어 있다.

제1장에서는 반도체 제조 공정의 개요에 대하여 기술하였다. 사진(Photo Lithography), 식각(Etch), 확산(Diffusion), 이온 주입(Ion Implantation), 박막(Thin Film), 세정(Cleaning), 평탄화(CMP) 공정에 대해 기술하였다. 반도체 제조 장비와 장비 요소 기술의 이해를 위해서는 반도체 공정에 대한 지식이 필수적으로 요구된다.

제2장에서는 반도체 제조 장비의 개요에 대하여 기술하였다. 반도체 제조 장비의 기본 구조와 동작 원리에 대해서 기술하였다.

제3장에서는 유량 조절 장치의 이해에 대하여 기술하였다. 유량 조절 장치의 종류, 기능, 장치 구성, 장치의 작동 원리에 대하여 심화 학습하도록 상세히 기술하였다.

제4장에서는 밸브 장치의 이해에 대하여 기술하였다. 밸브 장치의 종류, 기능, 장치 구성, 장치의 작동 원리에 대하여 심화 학습하도록 상세히 기술하였다.

제5장에서는 진공 장치의 이해에 대하여 기술하였다. 진공 펌프 및 진공 센서 장치의 종류, 기능, 장치 구성, 장치의 작동 원리에 대하여 심화 학습하도록 상세히 기술하였다.

제6장에서는 가열 장치의 이해에 대하여 기술하였다. 히터(Heater) 및 온도 센서, 정전척(ESC) 장치의 종류, 기능, 장치 구성, 장치의 작동 원리에 대하여 심화 학습하도록 상세히 기술하였다.

제7장에서는 냉각 장치의 이해에 대하여 기술하였다. 냉각 장치의 종류, 기능, 장치 구성, 장치의 작동 원리에 대하여 심화 학습하도록 상세히 기술하였다.

제8장에서는 플라즈마 장치의 이해에 대하여 기술하였다. 플라즈마 발생 장치 및 플라즈마 매칭 장치의 종류, 기능, 장치 구성, 장치의 작동 원리에 대하여 심화 학습하도록 상세히 기술하였다.

제9장에서는 반송 장치의 이해에 대하여 기술하였다. 웨이퍼 반송 장치의 종류, 기능, 장치 구성, 장치의 작동 원리에 대하여 심화 학습하도록 상세히 기술하였다.

제10장에서는 제어 장치의 이해에 대하여 기술하였다. 제어 장치의 종류, 기능,장치 구성, 장치의 작동 원리에 대하여 심화 학습하도록 상세히 기술하였다.

그동안 반도체 공정이나 소자 측면에서는 많은 책들이 나와 있으나 반도체 장비 및 부품에 대한 체계적인 책들은 흔치 않았다. 최근 반도체 소부장(소재․부품․장비) 국산화에 대한 관심이 매우 뜨겁다. 이 책은 반도체 장비를 구성하는 핵심

부품(요소 기술)의 이해에 대한 갈증을 해소 시켜 주기 위해 제작되었으며 독자 여러분들에게 반도체 제조 장비와 부품(요소 기술)을 이해하는데 많은 도움이 되길 희망한다.

1장 반도체 제조 공정 개요 

1.1 포토리소그래피 공정

1.2 식각 공정 

1.3 확산 공정 

1.4 이온 주입 공정 

1.5 박막 공정–화학기상증착 공정 

1.6 박막 공정–물리기상증착 공정 

1.7 세정 공정 

1.8 CMP 평탄화 공정 

2장 반도체 제조 장비 개요 

2.1 반도체 제조 장비 구조 개요 

2.1.1 EFEM 

2.1.2 Load Lock Chamber 

2.1.3 Transfer Chamber 

2.1.4 Process Chamber 

3장 유량 조절 장치 이해 

3.1 MFC 

3.1.1 MFC 구조 및 동작원리 

3.2 초음파 유량계 

3.2.1 초음파 유량계 동작원리와 구성 

3.2.2 초음파 유량계를 사용한 케미칼 유량 제어

4장 밸브 장치 이해 

4.1 반도체 장비에서 사용하는 진공 밸브 

4.1.1 밸브의 종류 및 구조 

4.2 구동 방식에 따른 밸브의 구분 

4.2.1 수동 밸브 

4.2.2 공압 밸브 

4.2.3 밸브의 표시 방법 

4.2.4 공압 실린더 

5장 진공 장치 이해

5.1 진공 기초 이론 

5.1.1 진공과 압력의 정의 

5.1.2 가스 Flow 상태 

5.2 진공 펌프의 종류와 작동 원리 

5.2.1 회전식 오일 펌프 

5.2.2 부스터 펌프 

5.2.3 드라이(건식) 펌프 

5.2.4 오일 확산 펌프 

5.2.5 터보 분자 펌프 

5.2.6 크라이오 펌프 

5.3 진공 게이지(센서)의 종류와 작동 원리 

5.3.1 부르동 게이지 

5.3.2 매클라우드 게이지 

5.3.3 캐패시턴스 다이아프램 게이지 

5.3.4 열전대 게이지 

5.3.5 피라니 게이지 

5.3.6 열음극 이온 게이지 

5.3.7 냉음극 이온 게이지 

5.3.8 진공 게이지 취급시 유의 사항 

6장 가열 장치 이해 

6.1 가열 장치 기초 이론 

6.1.1 히터 용량 

6.1.2 히터 와트 밀도 

6.1.3 히터 재료 

6.2 가열 장치의 구성과 역할 

6.2.1 히터의 구성과 역할 

6.2.2 히팅 엘리멘트의 구성과 역할 

6.3 온도 센서의 구성과 동작원리 

6.3.1 TC 온도 센서의 동작원리 

6.3.2 TC 온도 센서의 구성 

6.3.3 RTD 온도 센서의 구성과 동작원리 

6.3.4 광고온계 온도 센서의 구성과 동작원리 

6.4 ESC의 구성과 동작원리 

6.4.1 ESC 구성 

6.4.2 ESC 동작 원리 

6.4.3 ESC 종류 

7장 냉각 장치 이해

7.1 냉각 장치 기초 이론 

7.1.1 열역학 법칙 

7.1.2 냉동 과 냉매 

7.1.3 냉동 싸이클(역 카르노 싸이클) 

7.2 냉각 장치 종류와 작동 원리 

7.2.1 Compressor type Chiller 

7.2.2 열교환 type Chiller 

8장 플라즈마 장치 이해

8.1 플라즈마 용어 

8.2 플라즈마 소스

8.3 플라즈마 발생 장치 

8.4 플라즈마 매칭 장치

9장 반송 장치 이해

9.1 웨이퍼 반송용 로봇 

9.2 웨이퍼 반송용 로봇의 구조 

9.3 로봇 구동 모터 

9.3.1 서보 모터 

9.3.2 스테핑 모터 

9.3.3 DD 모터 

10장 제어 장치 이해 

10.1 반도체 제어 장치 시스템 구성 소프트웨어 

10.2 반도체 제어 장치 시스템 콘트롤러 구성