클린룸의 열 처리 과정을 진정으로 “스마트”하게 만들기
반도체 제조 공장을 산업 4.0 시대로 전환하려면, 단순히 새로운 소프트웨어를 설치하는 것만으로는 부족합니다. 데이터와 잘 어우러지는 하드웨어가 필요합니다.
문제는 기존의 대류식 가열 방식은 너무 느리다는 점입니다. 또한 클린룸에서는 공기를 이용해 열을 전달하는 방식은 리스크가 큽니다. 왜냐하면 이 방식은 층류 흐름을 방해하고 오염물질이 생길 위험이 있기 때문입니다.
그래서 우리는 고효율의 적외선 시스템을 사용합니다. 이 시스템은 직접적인 복사열을 활용하기 때문에, 공기가 필요 없으며, 리스크도 훨씬 줄어듭니다.
실시간 제어의 장점
“스마트 팩토리”란 결국 데이터를 활용하는 공장입니다. 적외선 시스템은 거의 즉각적으로 반응하기 때문에 이상적인 선택입니다.
PID 제어 기능이 있는 PLC에 이 시스템을 연결하면 모든 것이 달라집니다. 더 이상 추측할 필요가 없으며, 실시간으로 온도 변화를 확인할 수 있습니다. 몇 밀리초 안에 전력을 조절할 수 있습니다.
반면, 저항식 히터는 열 반응이 느려서 문제가 됩니다. 적외선 시스템을 사용하면 웨이퍼의 온도를 정확하게 조절할 수 있습니다. 그 결과, 치료나 접합 과정에서 발생하는 폐기물도 줄어듭니다. 정말 큰 도움이 됩니다.
공간 활용의 효율성
클린룸의 공간은 매우 비쌉니다. 모든 공간이 소중합니다.
적외선 발생기는 작은 크기로도 많은 열을 공급해줍니다. 단파 적외선을 사용하면 에너지 손실 없이 열원을 기판에서 더 멀리 두고 사용할 수 있습니다. 이를 통해 센서나 로봇 암이 작동할 수 있는 충분한 공간이 생깁니다.
현실적인 고려사항
물론 모든 것이 순조롭지는 않습니다. 고밀도 적외선 시스템은 많은 전력을 소비합니다.
고전력의 적외선 시스템을 사용할 경우, 전력 패널을 꼼꼼히 확인해야 합니다. 초기의 급격한 전류 증가를 감당할 수 있어야 합니다. 그렇지 않으면 계속해서 차단기가 작동할 것입니다.
또한, 적외선 시스템도 열을 발생시키므로, HVAC 시스템이 그 열을 효과적으로 처리할 수 있어야 합니다. 그렇지 않으면 주변 온도가 상승하여 다시 처음의 상태로 돌아갈 것입니다.
하지만 이러한 문제들을 해결한다면, 더 이상 히터를 설정해두고 잊어버릴 필요가 없습니다. 대신, 모든 열 처리 과정이 기록되고 확인될 수 있으며, 데이터로 저장됩니다.