스마트 팹의 온도를 효과적으로 제어하는 방법
스마트 팹을 구축할 때, 기존의 낡은 난방 시스템으로는 더 이상 충분하지 않다는 것을 알게 될 것입니다. 첨단 기술과 데이터 기반의 제어가 필요한 환경에서는 구식 장비로는 제대로 작동할 수 없습니다. 따라서 실제로 효과적으로 온도를 조절할 수 있는 방법이 필요합니다.
바로 그 점에서 적외선(IR)이 유용합니다. 적외선은 웨이퍼의 온도를 빠르게 상승시킬 수 있는 가장 효과적인 방법입니다. 따라서 열 관리를 효과적으로 수행하고 싶다면 적외선을 활용하는 것이 가장 좋습니다.
적외선이 실제로 어떻게 작동하는가?
사실, 우리는 단파 적외선 송신기를 사용합니다. 왜냐하면 이 방식은 복잡하지 않기 때문입니다.
대류식 난방과 달리, 적외선은 에너지를 직접 웨이퍼 표면으로 전달합니다. 중간 매개체가 없으므로, 전체 챔버를 가열하는 데 드는 시간을 줄일 수 있습니다. 그 결과, 에너지와 시간을 절약할 수 있습니다.
“스마트”하게 만드는 방법
“디지털 통합”이라는 말을 들으면 마치 마케팅 문구처럼 들릴 수 있습니다. 하지만 실제로는 효과적인 피드백 루프를 의미합니다.
우리는 이러한 시스템을 설계하여 PLC 컨트롤러와 직접 연동시킵니다. PLC는 실시간으로 웨이퍼의 표면 온도를 모니터링하고, SCRs를 이용해 전력을 조절합니다. 그 결과, 온도를 ±1°C 이내로 안정적으로 유지할 수 있습니다. 이는 웨이퍼가 변형되거나 도판트가 고르게 활성화되지 않는 문제를 해결해줍니다.
공학적 문제와 그 해결 방법
물론 모든 것이 그렇게 간단한 것은 아닙니다. 고밀도 적외선 배열은 엄청난 양의 열을 발생시킵니다.
주의하지 않으면, 그 열이 장비의 다른 부분으로 퍼질 수 있습니다. 만약 냉각 시스템이 그러한 열을 감당할 수 없다면, 기본 온도가 변할 수 있습니다. 이는 매우 성가신 문제입니다.
이를 해결하기 위해, 우리는 열전도율이 낮은 부품을 사용합니다. 이를 통해 히터와 장비의 프레임 사이에 “벽”을 만들어, 열이 원래 있어야 할 곳에 머물도록 합니다.
왜 굳이 교체해야 하는가?
기존의 저효율적인 저항식 히터를 적외선 히터로 교체하면, 속도뿐만 아니라 공간도 절약됩니다.
이러한 히터들은 그냥 교체만 하면 됩니다. 워밍업 시간을 60%까지 줄일 수 있으므로, 장비가 불필요하게 대기하는 시간이 줄어들고, 실제로 생산하는 데 더 많은 시간을 할애할 수 있습니다. 공정을 현대화하려는 엔지니어들에게는 이보다 더 좋은 방법은 없을 것입니다.