계장기술(PROCON)

기술정보 매스 플로우 천일야화 (96회) <질량 유량계의 기초>

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작성자 최고관리자 댓글 0건 조회 136회 작성일 24-05-14 17:47

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1. 서 론
 
이번 회에는 기술 이야기에서 조금 벗어나, 매스 플로우 컨트롤러(이하 MFC)가 주요 시장인 반도체 제조 장치에서 어떻게 사용되고 있는지에 관해 이야기하겠다.

최근 반도체용 MFC 시장과 관련된 인터뷰를 하는 경우가 늘어났다. 일본에서는 TSMC의 구마모토 공장 유치, 일본 Rapidus(라피더스)가 홋카이도 치토세에 차세대 반도체 공장을 건설할 예정이라는 소식에 힘입은 바 크다. 인터뷰 대상자들은 반도체 제조 장비나 MFC 전문가가 아니기 때문에(짧은 시간에 인터뷰를 성공적으로 진행하기 위해) 다양한 자료를 준비하고, 오랫동안 업계에 종사해 왔기 때문인지 당연하다고 생각하는 사건도 알기 쉽게 설명한다.

반도체 제조 장비에서 MFC의 위치에 대한 설명은 많지 않다. 이에 본고에서는 장치, 공정에 따라 요구되는 MFC의 모습을 조망해 본다.

 

2. 반도체 제조 장치용
 
한때 MFC의 반도체 제조 장비 시장이 전체 매출의 80%를 차지했다. 일반 산업용이 분석·화학·에너지 등의 분야로 세분화되는 것과 달리, 실리콘 반도체(이른바 SEMI) 분야에서만 이토록 많은 수요가 있었다는 것은 놀라운 일이 아닐 수 없다. 지금은 반도체 제조 기술에서 파생된 일반 산업(액정, LED, 태양전지 등) 분야와 의약 관련 분야의 성장으로 시장이 확대되고, 반도체용 70% vs 일반 산업용 30%의 구도를 보이고 있다(그림 1). 또한 수소와 같은 1000 SLM 이상의 대유량 분야 수요도 등장하고, 일반 산업 분야로의 저변이 점점 더 확대되고 있다.
 
반도체 제조 장치에서 MFC가 중요하게 사용되는 데는 이유가 있다. 원래 MFC의 특수성 자체가 반도체 제조 장비에 특화되어 진화했다. MFC라는 유량 센서와 유량 제어 밸브 그리고 PID 컨트롤러 등의 조절계까지 일체화된 포맷을 채택하고 있는 반도체 제조 장치는 일반적인 계측 업계에서 볼 때 특수한 존재이다. 본래 MFC는 장비의 기체/액체 공급 시스템을 구성하는 하나의 구성 요소에 불과하며, 결코 독립적으로 작동하는 시스템이 아니다. 그러나 유량을 측정하고, 그 결과와 장치 측의 유량 설정 신호와 비교하여 자동 제어하는 성질은 서브시스템에 가까운 존재라고 볼 수도 있다. MFC는 장치로부터 설정 유량 신호를 받은 후의 제어에 대해서는 장치 측으로부터 어떠한 제어도 받지 않고 독자적으로 유량 제어를 수행한다. 일체형 자동 제어 장치는 유량 제어의 세계에서 소수에 불과하다........................


⇒ 본고는 월간지 ‘計測技術’(일본, 일본공업출판주식회사 발행) 2024년 2월호(연재)를 번역·전재한 것입니다. 본 기사의 무단전재 및 복사는 저작권 법상 금지되어 있습니다.
 

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