장비를 가열하는 대신 웨이퍼를 직접 가열해 보세요.
일부 반도체 제조 장비들이 마치 히터처럼 작동한다는 것을 알고 있나요?
대부분의 일반적인 저항식 히터들은 효율이 매우 낮습니다. 이러한 히터들은 열을 사방으로 방출하여 전체 챔버를 따뜻하게 만듭니다. 문제는, 우리는 방 전체를 따뜻하게 하는 것이 아니라 웨이퍼만 따뜻하게 하려는 것입니다. 수백만 달러짜리 장비의 내부 벽면이 너무 뜨거워져서 작업자가 다치거나 밀봉 부분이 녹아버린다면, 그건 심각한 문제가 됩니다.
우리는 더 나은 방법이 있다고 생각했습니다. 모든 것을 가열하는 대신, 방향성이 있는 적외선 기술을 사용하는 것입니다.
실제 작동 원리
마치 스포트라이트와 같다고 생각하면 됩니다. 대류식 히터는 단순히 뜨거운 공기를 주변으로 보내는 반면, 적외선 램프는 전자기파를 직선으로 보냅니다.
우리는 이 램프들을 웨이퍼 표면에 직접 조준합니다. 웨이퍼가 에너지를 흡수하지만, 주변의 공기나 기계 본체는 영향을 받지 않습니다.
그 결과, 웨이퍼는 정확한 온도에 도달하지만, 기계의 외부는 여전히 만질 수 있을 정도로 차갑습니다. 이는 현장에서 일하는 사람들에게 큰 도움이 됩니다.
어려운 점과 그 해결 방법
물론 이것도 마법은 아닙니다. 몇 가지 타협점이 있습니다. 웨이퍼에 필요한 열 밀도를 얻기 위해 단파 석영 램프를 사용합니다. 이 램프는 강력하고 빠르게 열을 발산합니다.
하지만 에너지가 너무 집중되기 때문에 정확한 위치에 램프를 설치해야 합니다. 몇 밀리미터만 잘못되어도 웨이퍼 전체에 고르지 않은 열이 분포됩니다. 정밀한 조작이 필요하지만, 그만한 가치가 있습니다.
또한, 온도가 너무 상승하지 않도록 고정밀 컨트롤러를 사용합니다. 한 가지 주의할 점은, 석영관들이 깨지기 쉽다는 것입니다. 장착 브라켓이 유리에 너무 많은 압력을 가하면, 열 변화로 인해 깨질 수 있습니다. 따라서 세심한 주의가 필요합니다.
작업환경을 개선하기
열을 낭비하지 않으면 모든 것이 더 쉬워집니다. HVAC 시스템도 과도하게 작동할 필요가 없으며, 냉각수 시스템도 휴식을 취할 수 있습니다.
게다가, 작업자들도 하루 종일 뜨거운 벽 옆에 서 있지 않아도 됩니다. 열 관리를 철저히 하고 클린룸이 사우나처럼 되는 것을 막으려는 엔지니어들에게 이는 매우 효과적인 해결책입니다.