적외선 반도체 가열에서 온도를 정확하게 조절하는 방법
만약 공장 내의 탄소 배출을 줄이고 싶다면, 구식 저항식 오븐들이 에너지를 많이 소비한다는 것을 알고 있을 것입니다. 그렇다면 적외선 가열 방식으로 전환하는 것이 좋은 해결책입니다. 하지만 문제는 단순히 열원만 바꾸면 안 된다는 점입니다. 급격한 온도 변화에도 불구하고 정확한 온도를 유지할 수 있는 센서가 필요합니다.
우리는 센서를 적외선 램프가 있는 곳에 직접 설치합니다. 그곳은 열이 매우 강한 곳이죠.
“지연 현상”을 극복하기
반도체 가열기에서는 “완벽한 상태”와 “파손된 상태” 사이의 경계선이 매우 얇습니다. 한 순간은 정상적인 상태였다가 다음 순간에는 웨이퍼가 과열되어 손상될 수 있습니다. 이는 정말 끔찍한 상황입니다.
이러한 문제를 방지하기 위해 우리는 고급형 K타입 또는 N타입 접합부를 사용합니다. 이러한 접합부는 할로겐 램프에서 나오는 방사선에도 견딜 수 있습니다.
하지만 진짜 비결은 센서의 직경에 있습니다. 센서의 직경을 작게 유지해야 합니다. 왜냐하면 센서가 너무 두꺼우면 열 지연 현상이 발생하기 때문입니다. 센서가 PID 컨트롤러에 온도가 너무 높다고 알리는 순간, 이미 웨이퍼는 손상된 상태일 것입니다. 마치 속도계가 실제 속도보다 5초나 늦게 반응하는 자동차를 운전하는 것과 같습니다. 좋은 느낌이 아닙니다.
노이즈와 화학물질 문제 해결
반도체 제조 환경은 전자적으로 매우 노이즈가 많습니다. 고전압 적외선 전원 공급 장치와 다른 장비들 때문에 밀리볼트 단위의 값들이 혼란스러워질 수 있습니다. 우리는 센서의 선들을 차폐하여 EMI를 막아 깨끗한 신호를 얻을 수 있도록 합니다.
그리고 센서의 외부 코팅도 중요합니다. 진공 상태나 불활성 기체 환경에서 작업할 경우 스테인리스 스틸이나 인코넬이 적합합니다. 하지만 여기서도 선택이 필요합니다. 더 두꺼운 코팅은 센서를 화학물질로부터 보호해주지만, 반응 속도를 늦춥니다. 따라서 장비를 보호하면서도 빠른 반응 속도를 유지하는 것이 중요합니다.
에너지 절약 및 비용 절감
적외선 램프의 장점은 방 전체가 아닌 웨이퍼만을 가열한다는 점입니다. 이는 훨씬 효율적인 방법입니다.
우리의 센서는 효율적인 가열을 위해 필요한 정밀한 피드백 루프를 만들어줍니다. 이러한 센서들을 폐쇄 루프 시스템에 연결하면 온도가 과도하게 상승하는 현상을 방지할 수 있습니다. 이렇게 하면 에너지 비용을 줄이고 환경 오염도 줄일 수 있습니다. 간단하죠.