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[국내논문] 식각 공정용 냉각시스템에서의 직접 냉각 방식과 간접 냉각 방식에 관한 연구
A Study on Direct Cooling and Indirect Cooling in Etching Process Cooling System 원문보기

반도체디스플레이기술학회지 = Journal of the semiconductor & display technology, v.17 no.3, 2018년, pp.100 - 103  

장경민 (한국기술교육대학교 대학원 메카트로닉스공학과) ,  김광선 (한국기술교육대학교 메카트로닉스공학부)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Due to the plasma applied from the outside, which acts as an etchant during the etching process, considerable heat is transferred to the wafer and a separate cooling process is performed to effectively remove the heat after the process. In this case, a direct cooling method using a refrigerant is su...

주제어

#Etching   #Heat transfer   #Cooling system   #AMESim  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 현재 반도체 제조 시에 웨이퍼의 구경이 대구경화되고 있음에 따라 웨이퍼 내의 온도 균일도 문제를 해결하기 위해서 직접 냉각 방식의 필요성이 증가하고 있다. 따라서 이번 연구에서는 AMESim을 이용하여 식각 공정 후에 남아있는 열을 효과적으로 제거할 수 있는 냉각사이클에 대해 연구하였다.
  • 이번 연구에서는 식각 공정 후 웨이퍼에 잔류해있는 고온의 열을 냉각하기 위한 냉각 방식에 대해서 연구하였다. 일반적으로는 간접 냉각 방식을 사용하지만 고부하에 대응할 수 있고 증발기 입구와 출구에서의 온도 제어가 용이한 직접 냉각 방식의 개발이 필수적이었다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
이코노마이저의 역할은 무엇인가? 지난 연구와는 달리 이번 연구에서는 사이클 내에 이코노마이저(Economizer)를 추가하였다. 이코노마이저는 응축기에서 공급되는 상온의 고압 냉매액을 보조팽창밸브를 통해 이코노마이저 내에 팽창시켜, 증발기에 공급되는 냉매액을 과냉각시켜 냉각효과를 증대시키고 이 때 발생한 중간 압력의 플래쉬 가스는 직접 압축기의 중단으로 투입되어 압축기의 동력을 절약하는 역할을 한다.[5]
직접 냉각 방식의 장점은 무엇인가? 일반적으로 간접 냉각방식이 많이 사용되지만 간접 냉각 방식은 현열교환을 이용하므로 잠열교환을 사용하는 직접 냉각 방식에 비해 효율이 낮고 별도의 시설 및 장비가 필요하여 높은 비용이 발생한다. 반면에 직접 냉각 방식은 부하 대응이 어렵고 구조가 단순하여 비용이 낮고 유지 및 보수가 용이하다는 장점이 있다.
대구경 웨이퍼 생산에 있어 직접 냉각 방식의 단점은 무엇인가? 하지만 플라즈마로 인한 고열을 냉각한 웨이퍼 표면의 온도 균일도 측면에서 냉매가 척에 투입되는 입구와 순환 후에 배출되는 출구에서의 온도차이가 크다는 특성은 온도 균일도가 중요한 대구경 웨이퍼에는 반도체 수율 관점에서는 큰 단점으로 작용할 수 있다.[3] 따라서 웨이퍼의 구경이 증가하고 플라즈마에 의한 열 사용이 증가할수록 직접 냉각 방식의 필요성은 점차 증가하고 있다.
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참고문헌 (6)

  1. Foo Lam Woong, Radimin, Mary Teo, Charles Lee, "FEA Thermal Investigation on Plasma Etching Induced Heating during Wafer Thinning process", Electro packaging Technology Conference, 2006. 

  2. Li Tao, "Design analysis and optimization for the civil aircraft hydraulic supply system based on AMESim" 2016 IEEE International Conference on Aircraft Utility System, pp.890-894, 2016. 

  3. Svetlana B. Radovanov, Steven R. Walther, Edward Evans, John Ballou, Nicholas R. White, William Frutiger, "Wafer Cooling for a High Current Serial Ion Implantation System", IEEE, Vol.1, pp.634-637 1999. 

  4. Q. Zhang, W. Xiong, H. Wang, G. Guan, Z. Wang, Q. Xiong," Research on pressure characteristics of a vehicle shift hydraulic system based on AMESim", 2017 36th Chinese Control Conference (CCC), pp.10286-10489 

  5. Chaojun Wang, Boshu He, Shaoyang Sun, Ying Wu, Na Yan, Linbo Yan, Xiaohui Pei, "Application of a low pressure economizer for waste heat recovery from the exhaust flue gas in a 600 MW power plant", Energy, volume 48 issue 1, pp.196-202, December 2012 

    상세보기 crossref

  6. LMS, AMESim UserGuide(2016) 

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