스마트 팹에서 UHP 적외선 가열 기술을 효과적으로 활용하는 방법
반도체 공장을 운영하고 있다면, UHP 히터가 열에너지를 제공하는 데 있어 핵심적인 역할을 한다는 것을 잘 알고 있을 것입니다. 하지만 ‘인더스트리 4.0’ 시대로 넘어가면서 이제는 단순히 열을 공급하는 것뿐만 아니라, 그 열을 얼마나 빠르게 조절할 수 있는지가 중요해집니다.
구식의 저항식 가열 방식에서 고효율의 적외선 가열 방식으로 전환하는 것은 데이터 처리 및 응답 속도 면에서 큰 발전을 의미합니다.
적외선 가열의 장점
적외선의 가장 큰 장점은 바로 직접적인 열 전달입니다. 램프와 웨이퍼 사이에 중간 매개체나 공기, 가스 같은 것이 없습니다. 우리는 웨이퍼가 흡수할 수 있는 특정 파장의 빛을 내도록 램프를 설계합니다. 그 결과, 열을 즉시 증가시키거나 줄일 수 있습니다. PLC가 실시간으로 전력을 조절할 수 있다면, 열 관련 문제에 대해 걱정할 필요가 없습니다. 그냥 제대로 작동하는 것입니다.
고성능 램프를 만들기 위한 요소들
우리는 고품질의 합성 석영을 사용하여 램프를 만듭니다. 왜냐하면 불순물이 있으면 전체 웨이퍼가 망가질 수 있기 때문입니다. 이런 실수는 단 한 번만 해도 충분합니다. 또한, 우리는 높은 와트수의 전력을 공급합니다. 왜냐하면 공간이 비싸기 때문입니다. 더 작은 공간에서도 더 많은 열을 공급하고 싶습니다.
회로 부분은 비교적 간단하지만, 전력은 매우 강력합니다. 고왓수의 램프를 사용한다면, 전원 공급 장치가 전압 변동을 견딜 수 있는지 반드시 확인해야 합니다. 그렇지 않으면 원하는 ±1°C의 안정성을 얻을 수 없습니다.
단점: 열과 냉각의 균형
물론, 고출력 적외선 램프는 엄청난 양의 열을 발생시킵니다. 웨이퍼는 필요한 열을 얻을 수 있지만, 진공 챔버의 벽과 밀폐 구조는 큰 부담을 받습니다. 단순히 기존 시스템에 이 램프를 연결해두고 좋은 결과를 기대할 수는 없습니다. 냉각수 유로와 열교환기를 반드시 점검해야 합니다. 주변 환경의 영향을 제대로 관리하지 않으면 챔버의 형태가 변형될 수 있습니다. 이건 정말 좋지 않은 상황입니다.
하지만 긍정적인 점은, 각 웨이퍼에 얼마나 많은 에너지가 공급되는지 정확히 파악할 수 있다는 것입니다. 이 데이터는 디지털 트윈과 연동되어, 무작위적인 비용으로 여겨지던 열을 실제로 측정하고 관리할 수 있는 변수로 만들어줍니다.