스마트 팹에서 웨이퍼의 온도를 정확하게 관리하는 방법
스마트 팹을 구축한다면, 문제가 생겼을 때 그때서야 수리하는 것은 엄청난 골칫거리라는 것을 알고 있을 것입니다. 현재 무슨 일이 일어나고 있는지 바로 알아야 합니다. 바로 이럴 때 적외선(IR) 시스템이 유용합니다. 적외선 시스템을 사용하면 웨이퍼에 직접 손대지 않고도 그 위의 열 분포를 파악할 수 있습니다. 접촉이 없으므로 오염도 발생하지 않습니다. 간단하죠.
왜 비접촉식이 중요한가?
기존의 써모커플 방식을 생각해보세요. 써모커플은 표면에 직접 닿아야 하므로 문제가 생길 가능성이 높습니다. 기계적인 스트레스가 가해질 수도 있고, 심하면 입자가 기판 위에 떨어질 수도 있습니다.
반면 적외선 온도 측정 장치를 사용하면 웨이퍼에서 나오는 열 방사선만을 관찰하면 됩니다. 이 방식은 훨씬 깨끗합니다. 이 센서들은 신호를 PLC나 SCADA 시스템에 직접 전송해줍니다. 그러면 실시간으로 열 분포를 확인할 수 있습니다. 이것이 바로 빠른 열 처리 과정에서 문제가 되는 ‘저온 부위’를 찾아내는 유일한 방법입니다.
데이터를 실제로 유용하게 활용하기
센서 자체는 단순한 하드웨어에 불과합니다. 진짜 중요한 것은 그 센서를 데이터 처리 시스템과 어떻게 연동시키느냐입니다.
우리는 이러한 적외선 시스템을 내구성 있도록 설계합니다. 에칭이나 CVD 공정 과정에서는 전자기 간섭이 많이 발생하기 때문입니다. 하지만 열 에너지를 디지털 데이터로 변환하면 피드백 루프를 구축할 수 있습니다. 온도가 2°C만 변해도 시스템이 즉시 반응하여 전력 공급을 조정합니다. 굳이 눈을 깜빡일 필요도 없습니다.
현실적인 고려사항
물론 모든 것이 완벽한 것은 아닙니다. 몇 가지 단점이 있습니다.
적외선 센서는 복사율에 민감합니다. 웨이퍼의 코팅이 변경되거나 챔버 내의 가스가 움직이면 측정값이 변할 수 있습니다. 소프트웨어 설정을 조정하는 데 시간이 필요합니다. 그렇지 않으면 잘못된 데이터를 받게 됩니다.
또 한 가지, 윈도우를 깨끗하게 유지해야 합니다. 석영 포트에 먼지가 쌓이면 신호가 차단됩니다. 그러면 열 분포가 비정상적으로 변하고, 다시 처음부터 시작해야 합니다. 유리를 깨끗하게 유지하면 문제가 없습니다.