팹 내에서 정확한 적외선 온도 감지를 실현하는 방법
만약 팹을 위한 디지털 트윈을 만들고자 한다면, 센서 자체는 그다지 어려운 요소가 아니라는 것을 금방 알게 됩니다. 진짜 문제는 데이터의 안정성을 확보하는 것입니다. 웨이퍼 처리 시에는 고정밀 적외선 센서를 사용하여 실시간 온도 정보를 얻어냅니다. 이런 센서가 없다면, 전체 온도 관리 시스템은 사실상 제대로 작동하지 않습니다.
왜 웨이퍼를 직접 “만질” 수 없는가?
사실, 웨이퍼에 물리적인 프로브를 가져다 대는 것은 불가능합니다. 그렇게 하면 웨이퍼가 즉시 손상됩니다. 그래서 우리는 적외선 센서를 사용합니다. 이 센서들은 실리콘에서 나오는 복사열을 감지하여 온도 값을 측정해줍니다. 하지만 이 과정은 그렇게 간단하지 않습니다. 반사율을 고려해야 합니다. 실리콘의 발열 방식은 온도와 도핑 수준에 따라 달라지므로, 이를 보정해야 합니다. 이 단계를 건너뛰면 데이터는 아무런 가치가 없습니다.
센서들이 실제로 데이터를 전송할 수 있도록 하는 방법
스마트 팹에서는 이러한 센서들이 단독으로 작동할 수 없습니다. 우리는 고속 인터페이스를 사용하여 센서들을 PLC나 SCADA 시스템에 직접 연결합니다. 이렇게 하면 순환 구조가 형성됩니다. 센서가 웨이퍼의 특정 부분이 과열되었다고 감지하면, 시스템은 몇 밀리초 안에 가열 요소를 조절합니다. 매우 빠른 속도입니다. 이 방법만이 웨이퍼가 변형되거나 두께가 균일하지 않아지는 것을 막을 수 있는 유일한 방법입니다.
실제 팹 환경의 어려움
하지만 이건 그렇게 간단한 문제가 아닙니다. 우선, 시야각을 정확하게 설정해야 합니다. 조금이라도 오차가 생기면, 웨이퍼가 아닌 난로 벽이나 운반 장치에서 나오는 열이 센서에 감지됩니다. 또한 센서 렌즈에 화학 물질의 증기가 쌓여서 센서가 제대로 작동하지 않을 수도 있습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 철저한 청소가 필요합니다. 솔직히 말해서, 센서의 렌즈가 더러우면 ‘스마트’ 공장도 제대로 작동하지 않습니다.