웨이퍼의 온도를 추측하는 것은 그만두세요.
스마트 팹을 구축할 때 가장 먼저 해야 할 일은 접촉식 온도 센서를 사용하지 않는 것입니다. 이러한 센서들은 반응 속도가 너무 느립니다. 게다가 센서가 웨이퍼에 닿으면 웨이퍼가 오염될 위험이 있습니다.
그래서 우리는 고효율의 적외선 센서를 사용합니다. 이 센서들은 웨이퍼 표면에 닿지 않으며, 실시간으로 데이터를 수집해줍니다. 이를 통해 디지털 트윈을 정확하게 유지할 수 있습니다.
적외선 센서의 단점
문제는 웨이퍼 처리 장비의 속도가 매우 빠르다는 것입니다. 밀리초 단위로 움직이죠. 적외선 센서는 웨이퍼에서 나오는 전자기파를 감지할 수 있지만, 그렇다고 해서 바로 사용할 수 있는 것은 아닙니다.
반도체는 매우 섬세합니다. 도핑 농도나 코팅 방식에 따라 방사율이 달라집니다. 만약 표준값인 0.95를 그대로 사용한다면 온도 측정 결과가 정확하지 않을 것입니다. 이런 경우, 작은 오차라도 큰 문제를 초래할 수 있습니다. 그래서 우리는 조절 가능한 보상 기능을 사용하여 정확한 데이터를 얻습니다.
데이터 전송 방법
데이터가 병목 현상에 걸린다면 고성능 팹도 소용이 없습니다. 우리는 더 이상 구식의 아날로그 4-20mA 인터페이스를 사용하지 않습니다. 그건 구식 기술일 뿐입니다.
대신, 디지털 인터페이스를 사용하여 원본 데이터를 직접 PLC나 MES에 전송합니다. 이를 통해 300mm 웨이퍼의 온도 분포를 실시간으로 확인할 수 있습니다. 만약 특정 부분의 온도가 너무 높아진다면, 그 부분을 즉시 처리할 수 있습니다.
주의해야 할 몇 가지 사항
물론 모든 것이 순조롭지는 않습니다. 고속 적외선 센서는 엄청난 양의 데이터를 생성합니다. 네트워크 대역폭이 충분하지 않으면 지연이 발생할 수 있습니다. 3초의 지연이 있다면 그건 ‘실시간’ 데이터가 아니라 과거의 데이터에 불과합니다.
또한, 주변 환경에도 주의해야 합니다. 적외선 센서는 공구 내부의 석영 벽면에서 반사된 빛에 의해 오류가 발생할 수 있습니다. 우리는 센서의 시야를 보호하기 위해 특수한 장치를 사용합니다. 이는 간단한 해결책이지만, 웨이퍼의 온도를 정확하게 측정할 수 있도록 해줍니다.