팹에서 정확한 온도 측정을 하는 방법
만약 여전히 웨이퍼 제작 과정에서 수동 샘플링에 의존하고 있다면, 그건 마치 암흑 속에서 작업하는 것과 같습니다. 실시간으로 무슨 일이 일어나고 있는지 확인해야 합니다. 바로 이때 고정밀 IR 센서가 필요합니다. 이 센서들 덕분에 웨이퍼를 직접 만지지 않고도 표면 온도를 측정할 수 있습니다.
이것이 유일한 방법입니다. 고온 상태에서 웨이퍼를 만지려고 하면 오염이나 기계적 스트레스가 발생할 수 있습니다. 아무도 그런 상황을 원하지 않습니다.
물리학적인 문제점
표준형 열전대는 300mm 웨이퍼를 측정하는 데 적합하지 않습니다. 반응 속도가 너무 느리고, 오히려 방해가 됩니다.
우리의 IR 센서는 실리콘에서 나오는 특정 전자기파를 감지함으로써 작동합니다. 하지만 문제는 ‘방사율’입니다. 재료가 가열됨에 따라 그 특성도 변하고, 그에 따라 측정값도 변합니다. 우리는 센서의 설정을 조정하여 오븐 벽면에서 오는 ‘노이즈’를 제거하려고 노력합니다. 우리가 원하는 것은 방의 온도가 아니라, 웨이퍼의 실제 상태입니다.
데이터를 실제로 활용하는 방법
단순히 화면에 숫자만 표시하는 센서는 별로 도움이 되지 않습니다.
우리는 이 센서들을 PLC나 SCADA 시스템에 직접 연결합니다. 그러면 실시간으로 반응할 수 있는 시스템이 만들어집니다. 센서가 웨이퍼의 가장자리에 차가운 부분이 있다고 감지하면, 시스템은 몇 밀리초 안에 가열 요소를 조절합니다.
이제 더 이상 추측할 필요가 없습니다. 온도가 올바른지 의심할 필요도 없습니다.
현실적인 문제점
높은 정밀도를 얻으려면 비용이 듭니다. 또한 공간도 많이 필요하며, 몇 가지 문제점도 있습니다.
IR 센서는 명확한 시야를 요구합니다. 만약 챔버의 창문이 화학물질이나 부산물로 인해 흐려진다면, 데이터가 왜곡됩니다. 이는 매우 성가신 일이지만, 현실입니다.
그래서 렌즈를 위한 효과적인 가스 정화 시스템이 필요합니다. 광학 장비를 깨끗하게 유지해야 합니다. 솔직히 말해서, 세상에서 가장 비싼 센서라도 더러운 창문을 통해 데이터를 수집한다면 아무 소용이 없습니다. 결국 낭비된 데이터만 남게 됩니다.