기구설계/설계방법 3

신입 사원과의 대담: 왜 설계할 때 공식을 사용하지 않는가?

한 두달 전에 한 신입사원이 회사에 입사하였다. 회사에 적응하는 두어달이 지나고, 슬슬 설계 실무에 투입되는 중이었다. 그는 명문 대학교의 기계공학을 전공한 수재이었다. 설계할 때 몇몇 고체역학 공식을 엑셀로 계산하다가 다른 사람들이 사용하는 공식 엑셀이 있다면 통합하고 싶었나보다. 그래서 그는 팀 전체를 돌아다니며 사람들에게 사용하는 공식을 물었다.  그러나 대부분의 우리 설계팀 사람들은 사용하는 공식이 없었다. 사람들이 구체적인 계산 없이 그냥 그림 그리듯 설계한다는 사실에 충격을 받은 것처럼 보였다. 그와 저녁시간에 잠깐 대화를 할 기회가 있었는데, 그는 이러한 설계 관행이 이해가 안 된다는 얘기를 하였다. ​왜 설계할 때 공식을 사용하지 않는가? 기계공학은 힘을 다루는 학문이다. 어떤 힘이 있을때..

Showerhead Reactor Heat Transfer

웨이퍼 온도는 어떻게 결정되나요?정상 상태에서 웨이퍼로 유입되는 열의 양은 유출되는 열의 양과 같아야 합니다. 웨이퍼 가장자리(확실히 중요한 위치)를 제외하면 문제는 본질적으로 1차원적입니다. 열은 가열된 웨이퍼 압반에서 웨이퍼로 흘러들어가 가스와 챔버 천장으로 나갑니다. 상황은 아래에 개략적으로 표시됩니다.웨이퍼는 헬륨과 같은 주변 가스 또는 의도적으로 도입된 후면 가스를 통한 전도에 의해 가열됩니다. 이는 천장으로 방사되어 대류 및 전도를 통해 주변 가스를 가열할 수 있습니다. 열유속은 무엇입니까?대류로 인한 열 손실의 상한은 챔버로 들어가는 모든 가스가 천장 온도에서 챔버로 들어간 다음 웨이퍼 온도까지 가열된다는 가정에 의해 설정됩니다.수백 sccm의 흐름에 대해 이는 2-7W 정도의 열 유속을 초..

Transport in Showerhead Reactors: Simplified Analysis

샤워헤드가 포함된 반도체 Process Reactor에서는 일반적으로 상단에 샤워헤드를 배치하고 하단에 웨이퍼가 올려진 히터를 사용합니다. 우리가 관심을 갖고 있는 근본적인 문제는 샤워헤드를 통과하는 가스 흐름에 투입된 전구체(Precursor)가 어떻게 표면에 도달하는가입니다. 증착 속도는 흐름, 압력 및 크기에 따라 어떻게 달라지는지 알아봅시다.  샤워헤드 자체를 이상적인 다공성 재료로 근사하고 흐름을 비압축성으로 취급하면 가스는 샤워헤드에서 균일하게 분배되지만 주변에서 나가려면 방사형으로 움직여야 합니다.   따라서 모든 지점에서 내부에 들어온 모든 가스는 외부로 흘러야 합니다. 분배하는 면적은 반경의 제곱에 따라 증가하고 주변 면적은 선형이므로 가스의 방사상 속도는 방사상 거리에 따라서 선형적으로..