팹의 온도를 효과적으로 제어하는 방법
반도체 팹에서 일한다면, 단 한 점의 오염물질만으로도 웨이퍼 전체가 망가질 수 있다는 사실을 잘 알고 있을 것입니다. 바로 이런 상황에서 초고순도(UHP) 히터가 큰 도움이 됩니다. 하지만 솔직히 말해서, “설정해두고 그대로 두는” 오래된 방식은 더 이상 효과적이지 않습니다.
온도 조절 시스템은 PLC와 연동하여 실시간으로 조정이 가능해야 합니다.
UHP 적외선의 장점
우리는 짧은 파장의 적외선을 사용합니다. 왜냐하면 이 방식이 훨씬 빠르기 때문입니다. 웨이퍼 주변의 공기를 가열하는 데 시간을 낭비하는 대신, 에너지가 직접 기판으로 전달됩니다. 전압과 동작 주기를 조절함으로써 몇 초 만에 원하는 온도에 도달할 수 있습니다. 정말 빠릅니다. 그리고 이는 열 발생을 최소화시켜 주어, 도핑제가 원치 않는 곳으로 퍼지는 것을 막아줍니다.
‘스마트’한 시스템 구축
현대적인 팹에서는 데이터가 매우 중요합니다. 우리는 이 히터들을 폐루프 피드백 시스템에 연결하여, 더 이상 추측에 의존하지 않습니다. 온도계는 실시간으로 온도 정보를 컨트롤러에 전송하고, 컨트롤러는 그에 따라 전력을 조절합니다. 이를 통해 구형 저항식 히터에서 발생하는 문제들을 해결할 수 있습니다. 게다가, 모든 열 처리 과정이 디지털로 기록되므로, 유지보수에 큰 도움이 됩니다. 히터가 고장 나기 전에 미리 교체할 수 있습니다.
문제점들
하지만 문제도 있습니다. 고밀도 적외선 시스템은 엄청난 양의 전력을 소모합니다. 300mm 웨이퍼를 처리할 때는 히터의 장치가 매우 뜨거워집니다. 따라서 냉각 시스템을 정확하게 설정해야 합니다. 공기 흐름이 조금이라도 줄어들면 히터가 과열되어 필라멘트가 예상보다 빨리 파괴됩니다. 또한, 배선도 중요합니다. 디지털 시스템을 사용할 경우 EMI 차폐가 매우 중요합니다. 전원 공급 장치의 고주파 스위칭으로 인해 센서에 오류가 발생할 수 있습니다. 따라서 차폐된 케이블과 안정적인 접지가 필요합니다. 그렇지 않으면 데이터가 오류를 일으킬 수 있습니다.