진공 챔버의 온도를 정확하게 조절하는 방법
현대적인 팹을 구축할 때, 열에너지가 상당한 문제가 될 수 있다는 것을 알게 될 것입니다. 진공 챔버 안의 공기를 빼내면 대류 현상은 사라집니다. 그러면 오직 복사열만이 작용하여 온도를 조절할 수 있습니다.
이때 바로 적외선 시스템이 유용해집니다. 적외선 시스템은 진공 상태와 맞서 싸우는 대신, 중간 매개체 없이 에너지를 직접 목표물에 전달합니다.
온도를 추측하지 마세요
우리 모두는 일반적인 저항식 히터를 사용해본 경험이 있을 것입니다. 문제는 이 히터들이 반응이 느리다는 것입니다. 가열하는 데 오랜 시간이 걸리고, 냉각하는 데도 마찬가지입니다. PID 제어를 할 때 이러한 지연은 큰 문제가 됩니다. 데이터 로그도 혼란스러워지고, 마치 난파된 선박을 조종하는 것 같은 느낌이 듭니다.
적외선 히터는 달라집니다. 즉시 반응합니다. 따라서 이 히터들을 PLC에 직접 연결할 수 있습니다. 단순히 온도계를 보며 최선을 기대하는 것이 아니라, 웨이퍼의 열 분포를 정확하게 파악할 수 있습니다. 이는 방의 온도를 추측하는 것과, 어디가 가장 뜨거운지 정확히 아는 것의 차이와 같습니다.
진공 환경에서의 운영 현실
진공 상태에서 장비를 작동시키는 데에는 여러 가지 문제가 있습니다. 우선, 가스 방출 문제가 있습니다. 누구도 오염 물질이 깨끗한 공정을 망치는 것을 원하지 않습니다. 이를 방지하기 위해 고품질의 석영과 특수 코팅을 사용하여 장비를 깨끗하게 유지합니다.
또한 전력 문제도 있습니다. 생산 속도를 높이려면 빠르게 목표 온도에 도달해야 합니다. 하지만 문제는, 좁은 진공 공간에 고전력을 공급하면 국부적으로 열이 발생한다는 것입니다. 만약 냉각 장치나 히트 싱크가 제대로 작동하지 않으면, 밀폐성이 떨어지거나 센서가 손상될 수 있습니다. 이는 균형을 잡는 문제입니다.
공간 효율성을 높이는 방법
아무도 깨끗한 작업 공간의 절반을 차지하는 열 관리 장치를 원하지 않습니다. 단파 적외선을 사용하면 열원을 목표물에 훨씬 가깝게 배치할 수 있습니다. 그 결과, 크고 무거운 장비들을 사용할 필요가 없습니다. 이로 인해 전체 시스템이 훨씬 간단해집니다. 그러면 1평방미터당 더 많은 웨이퍼를 처리할 수 있으며, 설계도 더 간단해지고, 작업 효율도 향상됩니다.