공간을 무의미하게 가열하는 것을 그만두세요: 왜 진공 IR이 최선인가
반도체 정밀 가공 작업을 하는 사람이라면, 챔버의 온도가 적절해질 때까지 계속 타이머를 보며 기다리는 데 많은 시간을 보냈을 것입니다. 대부분의 사람들은 표준적인 방식인 열공기 순환 방식을 사용합니다. 하지만 문제는 강제 대류 방식은 너무 느리다는 것입니다. 결국 공기를 데우고, 그 공기가 웨이퍼를 데우기를 기다려야 합니다.
진공 상태에서는 이러한 과정이 그저 시간 낭비일 뿐입니다.
그래서 우리는 진공 IR 램프를 사용합니다. 이 램프들은 매개체 없이 전자기파를 이용해 웨이퍼 표면에 직접 에너지를 전달합니다. 이 방식은 훨씬 효율적입니다.
기다리는 데 드는 진짜 비용
잠시 물리학적 원리를 생각해보세요. 열공기를 사용할 경우, 챔버의 온도가 적절해질 때까지 오랫동안 기다려야 합니다. 하지만 IR을 사용하면 에너지 전달이 거의 즉시 이루어집니다.
사소해 보일 수 있지만, 대량 생산 환경에서는 한 번의 처리 과정당 몇 분만 절약해도 큰 이익이 됩니다. 매달 수천 개의 웨이퍼를 더 처리할 수 있다는 뜻입니다. 이는 회사의 수익 측면에서 엄청난 이점입니다.
진공 상태에서의 청결 유지
진공 상태에서 작업을 하면 추가적인 어려움이 생깁니다. 단순히 팬을 사용해 램프를 식힐 수는 없습니다.
이 문제를 해결하기 위해 우리는 특수한 석영 소재와 “가스가 나오지 않는” 재료를 사용합니다. 이를 통해 웨이퍼가 오염되는 것을 방지할 수 있습니다. 또한, 작은 공간 안에서도 높은 열 밀도를 얻을 수 있습니다. 그래서 챔버 전체를 데울 필요 없이 웨이퍼의 특정 부분만을 따뜻하게 할 수 있습니다.
단점
하지만 모든 것이 완벽한 것은 아닙니다. 고강도 IR은 매우 강력한 에너지를 가지고 있어, 전력 공급 장치에 큰 부담을 줍니다. 또한 매우 정밀한 PID 제어가 필요합니다.
센서의 오차가 조금이라도 있으면, 목표 온도를 초과하여 웨이퍼가 손상될 수 있습니다. 따라서 열이 발생하는 즉시 반응할 수 있는 피드백 루프가 필요합니다.
하지만 이러한 문제들을 해결한다면, 챔버 내의 불필요한 공간에 에너지를 낭비하는 것을 막고, 그 에너지를 웨이퍼에 직접 전달할 수 있습니다.