웨이퍼의 온도를 정확하게 파악하기
스마트 팹을 구축하려면 가장 먼저 해야 할 일은 수동 샘플링을 없애는 것입니다. 수동 샘플링은 느리고 번거롭으며, 솔직히 말해서 구식 방법입니다. 10분 전의 데이터가 아닌, 실시간 데이터가 필요합니다.
바로 이때 IR 센서가 유용해집니다. IR 센서를 사용하면 웨이퍼에 직접 닿지 않고도 열 분포를 파악할 수 있습니다. 접촉이 없으므로 오염이나 기계적 스트레스도 발생하지 않습니다. 훨씬 더 깨끗한 방식이죠.
데이터가 실제로 어떻게 작동하는가
웨이퍼 제조 공정에서 온도가 균일하지 않으면 문제가 생깁니다. 우리는 고해상도 IR 센서를 사용하여 열이 표면 위로 어떻게 퍼져나가는지 실시간으로 모니터링합니다.
센서는 적외선을 감지하여 디지털 지도로 변환합니다. 이 센서들은 PLC나 SCADA 시스템에 직접 연결되므로, 지연된 데이터를 보는 것이 아니라 실시간으로 열 분포를 확인할 수 있습니다.
실제 환경에서의 활용
이러한 센서들을 디지털 시스템에 연결하면 추측할 필요가 사라집니다. 우리는 CVD나 어닐링 오븐과 같은 혹독한 환경에서도 작동할 수 있도록 이러한 시스템을 설계합니다. 여기서는 극도로 낮은 진공 상태와 높은 온도가 요구됩니다.
가장 좋은 점은, 가열 요소를 실시간으로 조절할 수 있다는 것입니다. 만약 특정 부분의 온도가 너무 높아지면, 시스템이 자동으로 그 온도를 낮춥니다. 간단하지만 효과적입니다. 이런 방식으로 웨이퍼의 낭비를 줄이고 파손률을 낮출 수 있습니다.
단점도 있습니다
물론, 이러한 센서들도 완벽한 도구는 아닙니다. IR 센서의 성능은 반사율에 따라 달라집니다. 만약 재료를 실리콘에서 갈륨 질화물로 바꾼다면, 다시 센서를 조정해야 합니다. 그렇지 않으면 데이터가 정확하지 않게 됩니다.
또한 센서의 렌즈에 공정 중에 생성된 부산물이 쌓이면 신호가 차단되어 온도가 실제보다 낮게 나타날 수 있습니다. 따라서 정기적인 유지보수가 필수적입니다. 그렇지 않으면 데이터가 정확하지 않아 다시 추측해야 하는 상황이 됩니다.