IR 반도체 히터의 온도 데이터를 정확하게 파악하는 방법
스마트 팹을 구축한다면, 단순히 “온도를 확인하는 것만으로는 충분하지 않다”는 사실을 알고 있을 것입니다. 실시간으로 웨이퍼에 어떤 일이 일어나고 있는지 알려주는 데이터가 필요합니다. 우리의 경우, 이를 위해 특수한 열전대와 적외선 센서를 함께 사용하여, 램프에서 나오는 열이 원하는 대로 웨이퍼 표면에 도달하는지 확인합니다.
적외선 센서의 작동 원리
적외선 센서는 매우 강력한 성능을 자랑합니다. 에너지를 매우 빠르게 전달할 수 있죠. 그러므로 이에 맞춰 반응 속도가 빠른 열전대가 필요합니다.
디지털 시스템에서는 센서가 단순히 히터가 작동하고 있다는 정보만 제공하는 것이 아니라, 계속해서 전압 데이터를 PLC에 전송하여 전력 공급을 실시간으로 조절할 수 있습니다.
하지만 “열 질량” 문제에 주의해야 합니다. 센서가 너무 크면 반응 속도가 느려집니다. 그러면 목표 온도를 초과하게 되고, 그 결과 웨이퍼가 손상될 수 있습니다. 그래서 우리는 반응 속도가 빠른 얇은 센서를 사용합니다.
데이터를 실제로 유용하게 활용하기
디지털화된 팹의 진정한 장점은 세부 정보를 정확하게 파악할 수 있다는 점입니다. 이 센서들을 시스템에 연결하면, 온도의 미세한 변화까지 모두 기록됩니다.
또한, 장비가 점차 마모되고 있다는 것도 알 수 있습니다. 같은 온도를 유지하기 위해 평소보다 더 많은 전력이 필요하다면, 히팅 요소가 마모되고 있다는 뜻입니다. 그럴 경우, 생산 중에 문제가 발생하기 전에 센서를 교체할 수 있습니다.
타협점들 (완벽한 것은 없기 때문에)
정밀도는 무료로 얻을 수 없습니다. 고감도 열전대는 매우 섬세하기 때문에 쉽게 손상될 수 있습니다.
고출력 적외선 환경에서는 센서 자체가 복사열의 영향을 받을 수 있습니다. 이로 인해 측정값에 오류가 생길 수 있습니다.
따라서 센서의 전선을 잘 보호해야 합니다. 챔버 내부의 열을 견딜 수 있는 절연재를 사용하지 않으면, 센서가 손상될 수 있습니다. 그러면 데이터가 제대로 전달되지 않아 혼란스러워집니다.