스마트 팩토리에서 적절한 적외선 가열 방식을 사용하는 법
스마트 팩토리를 구축한다는 것은 단순히 로봇들을 설치하고 그것을 ‘인더스트리 4.0’이라고 부르는 것만을 의미하지 않습니다. 진정으로 중요한 것은 열을 어떻게 처리하느냐입니다.
만약 여전히 기존의 저항식 가열 방식을 사용한다면, 불필요하게 일을 복잡하게 만드는 셈입니다. 우리는 고효율의 적외선 가열 시스템이 최선의 해결책이라는 것을 알아냈습니다. 왜냐하면 이 방식은 웨이퍼에 직접 접촉하지 않기 때문입니다. 접촉이 없으면 오염이나 기계적 스트레스도 발생하지 않습니다. 이것이야말로 장비를 파손시키지 않고 생산량을 늘릴 수 있는 유일한 방법입니다.
거리와 열의 균형
문제는, 적외선 발생기를 웨이퍼 바로 옆에 두는 것은 불가능하다는 점입니다. 너무 가까우면 실리콘이 비틀어질 수 있고, 너무 멀리 두면 챔버 벽을 가열하는 데 에너지가 낭비됩니다. 이는 균형을 맞추는 문제입니다. 우리는 웨이퍼가 견딜 수 있는 열량에 따라 최적의 위치를 계산하는 데 많은 시간을 듭니다.
보통은 단파 적외선을 사용하는데, 그 이유는 속도가 매우 빠르기 때문입니다. 하지만 단점도 있습니다. 그 빠른 속도로 인해 냉각 시스템에 큰 부담이 가해집니다. 반사된 열을 처리할 수 있는 냉각 시스템을 갖추지 않으면 센서와 배선이 손상될 수 있습니다. 이는 아무도 원하지 않는 문제입니다.
고통 없이 스마트하게 작동시키는 방법
현대적인 생산 라인에서는 “설정해놓고 잊어버리는” 방식은 재앙을 초래할 수 있습니다. 우리는 적외선 시스템을 폐쇄형 PID 제어기와 실시간 온도 측정 장치에 연결합니다. 이를 통해 시스템은 웨이퍼 표면의 상황에 따라 몇 밀리초 안에 출력을 조절할 수 있습니다.
가장 좋은 점은, 가열 프로파일이 실제 데이터로 저장된다는 것입니다. 만약 어떤 문제가 발생하더라도 무슨 일이 일어났는지 추측할 필요가 없습니다. 단지 온도 그래프를 보기만 하면 됩니다. 또한 설계도 모듈화되어 있어서, 생산량을 늘리고 싶을 때는 발생기 배열만 교체하면 됩니다. 전체 진공 챔버를 해체하고 처음부터 다시 시작할 필요가 없습니다.
타협점
높은 와트 수의 적외선 발생기는 높은 열밀도를 제공하지만, 그에 따른 대가도 있습니다. 전력 공급 장치와 석영 코팅에 많은 부담이 가해집니다. 매우 안정적인 전압이 필요합니다. 전압이 조금이라도 요동친다면 웨이퍼 전체에 미세한 온도 변화가 생깁니다. 작은 문제처럼 보일 수 있지만, 이 분야에서는 작은 문제들이 종종 가장 큰 문제가 됩니다.