[기계 설비] 전자 및 반도체 산업 / Electronics / Condition Monitoring System

안녕하세요 !

SPM Instrument KOREA 입니다 😁

 

여러분은 반도체에 대해 얼마나 알고 계시나요 ?

 

컴퓨터, 스마트폰, 자동차 등 전자 제품뿐만 아니라 다양한 분야에서 우리는 반도체를 사용해 오고 있습니다 !

이러한 반도체를 전자기기의 '두뇌'의 역할을 하고 있다고 합니다.

 

오늘은 우리 생활 주변에서 항상 함께 하고 있는 반도체 즉, 전자 산업에 대하여 이야기를 해보도록 하겠습니다 :D

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전자 및 반도체 산업

반도체 산업에 대해 이야기하기 전에 그 정의부터 알아보도록 하겠습니다 :)

 

반도체 산업이란 무엇일까요 ?

 

먼저 반도체란, 도체와 부도체 사이의 전기적 성질을 지닌 것을 의미합니다.

 

이러한 반도체를 바탕으로 '반도체 재료 및 반도체 전자회로소자의 제조 및 제작과 이들의 응용을 생산의 목적으로 하는 산업'을 반도체 산업이라고 하며, '넓게는 반도체 소자 응용기기의 제작 등과 관련된 산업'을 포함합니다.

 

이러한 반도체 산업은 전자공학을 기본으로 하는 제조업인 전자 산업의 근간을 이루고 있습니다.

 

반도체 제조 공정

반도체의 제조 공정에 대해 알아보도록 하겠습니다 !

 

먼저 간단하게 말하면 반도체의 제조 공정은 반도체의 주요 재료인 실리콘으로 커다란 둥근 원판인 '웨이퍼'를 만들어서  그 위에 회로를 새겨 제품에 맞도록 자르는 것이 주요 공정입니다 :)

 

① 웨이퍼 제조 공정

웨이퍼 제조 공정에서는 실리콘으로 잉곳(Ingot)을 만들어 얇게 절단하여 웨이퍼를 만들고, 표면을 매끄럽게 연마하는 공정입니다.

 

② 산화 공정

산화 공정은 만들어진 웨이퍼의 표면에 실리콘 산화막을 형성하여 먼지를 막아주는 보호막을 만드는 공정입니다.

 

③ 포토 공정

포토 공정은 웨이퍼 위에 자외선 빛을 쐬어서 반도체 회로를 찍는 공정입니다.

 

④ 식각 공정

식각 공정에서는 회로 패턴을 제외한 나머지 불필요한 부분을 제거하는 공정입니다.

 

⑤ 증착 & 이온 주입 공정

증착 공정에서는 아래층과 위층 회로 간 구분과 연결, 보호 역할을 하는 박막을 만드는 공정입니다.

이온 주입 공정에서는 반도체가 전기적인 특성을 갖도록 만드는 공정입니다.

 

⑥ 금속 배선 공정

금속 배선 공정은 반도체 회로에 전기적인 신호가 잘 전달될 수 있도록 그 길을 연결해 주는 공정입니다.

 

⑦ EDS 공정

EDS 공정은 전기적 특성 검사를 통하여 개별 칩들이 그 품질 수준에 도달하였는지 확인하는 과정으로서, 수율을 높이기 위한 필수적인 공정입니다.

 

⑧ 패키징 공정

패키징 공정은 전자기기에 들어갈 수 있도록 부품의 크기에 맞도록 자르고 포장하는 공정입니다.

 

이 공정 중에 웨이퍼 제조부터 배선 공정까지를 전공정이라고 하며, EDS 공정에서 패키징 공정까지를 후공정이라고 합니다 :D

 

또한 이 공정에서 포토 공정, 식각 공정, 증착 공정은 공정의 절반 이상을 차지하는 핵심공정이라고 할 수 있습니다 !

 

전자 및 반도체 설비

위의 공정을 통해 제작되는 반도체 장비는 섬세하고 신뢰성을 갖추고 있어야 합니다 !

반도체 장비는 머리카락보다 10배 작은 물질을 다룰 수 있는 정교함이 필요하기 때문입니다 🔍

 

이렇게 정밀함과 신뢰성이 요구되는 고도의 기술력을 갖추어야 하기 때문에 개발 난이도가 상당히 높아야 합니다.

 

• PCB (인쇄회로기판) : 반도체, 커패시터, 저항 등 각종 부품을 장착할 수 있으며, 부품 간의 전기적인 연결을 해주는 기판
• Dicing Machine (웨이퍼 절단기) : 웨이퍼 위에 방사선 센서를 제작한 후에 원하는 크기와 모양으로 절단하는 장비

 

컨디션 모니터링

반도체 제조 산업은 막대한 비용이 수반되기 때문에 그 설비가 고유의 성능을 유지할 수 있도록 예방보전이 중요합니다.

반도체 산업의 성공적인 컨디션 모니터링은 공정 전 과정에서 설비의 효율성과 생산성을 향상할 수 있으며 라인의 품질 사고를 방지할 수 있습니다 👍

 

진동 분석을 통한 설비의 컨디션 모니터링은 회전 기계의 진동 수준을 해석하여 그 패턴에 대한 데이터를 수집하여 진행됩니다.

이러한 데이터 분석을 통하여 정렬 불량, 불균형 또는 구성 요소의 성능 저하 문제를 확인할 수 있습니다 !

 

반도체 산업의 공정이 수행되는 중에 설비에 이상이 발생하는 경우가 있는데, 이를 미리 탐지하여 이상 상태를 알려주는 것은 굉장히 중요한 요소입니다.

 

웨이퍼가 만들어지는 과정을 통하여 모니터링의 방법을 살펴보겠습니다 !

 

먼저, 웨이퍼를 공정 순서에 맞도록 설비에 넣어 제조가 진행되어야 합니다.

 

위의 공정을 거치면서 에러를 발생시키는 특성 변화 요인을 체크하는 모니터링의 단계를 거칩니다.

이러한 과정에서 웨이퍼 특성 변화 요인의 빈도 또한 분석할 필요가 있습니다.

 

변화 요인에 대한 장비의 이상 데이터를 수집하여 웨이퍼 제조 중 이상을 감지할 수 있습니다.

 

이렇게 공정이 진행되는 동안, 장비의 이상 상태를 파악하고 웨이퍼의 공정 사고를 방지할 수 있습니다 !

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반도체 산업은 설비 위주의 장치 산업이기 때문에 설비의 정비가 굉장히 중요합니다 :>

 

여러 산업에서도 마찬가지인 것처럼, 반도체 산업에서의 설비의 정비업 또한 설비의 효율적 운영을 넘어서 보다 높은 수익을 창출하기 위한 활동으로 진화하였습니다 !

 

저희 SPM KOREA는 반도체의 품질을 향상하기 위해서 설비 컨디션 모니터링에 대한 끊임없는 연구와 노력을 하고 있습니다 🙌

 

다음에도 설비 모니터링에 관한 더욱 재미있고 유익한 정보를 여러분에게 소개해 드리도록 하겠습니다.

 

감사합니다 ❤

 

 

 

 

 

 

 

 

참고 자료 :

전자산업 - 나무위키, 반도체산업

[생활 속 기계설비이야기] 반도체공장과 기계설비 < 생활속 기계설비이야기 < 기획·특집 < 기사본문 - 기계설비신문

반도체 산업 참 쉽게 이해하기 : 네이버 포스트

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