더 이상 열이 사방으로 새어 나가도록 내버려두지 마세요
IR 램프의 문제점은, 열이 모든 방향으로 방출된다는 것입니다. 반도체 치료용 챔버에서는, 웨이퍼에 닿지 않는 에너지는 결국 낭비될 뿐입니다.
하지만 그보다 더 심각한 문제는, 그 낭비된 열이 장비의 내부 벽면을 손상시킨다는 것입니다. 만약 장비의 외부가 너무 뜨거워져서 사람이 다칠 정도라면, 그건 단순한 가열 문제가 아니라, 열이 제대로 전달되지 않는 문제입니다.
열을 정확한 위치에 전달하기
이 문제를 해결하기 위해 정밀한 반사판을 사용합니다. 이는 빛을 ‘반사’하는 것이 아니라, 빛의 형태를 바꾸는 것과 같습니다.
일반적으로 금이나 알루미늄으로 코팅된 포물선형 반사판을 램프 뒤에 배치함으로써, 모든 IR 에너지를 웨이퍼 위로 집중시킬 수 있습니다. 이렇게 하면 마치 발광하는 전구를 집중된 빔으로 변환하는 것과 같습니다.
그 결과, 열이 훨씬 더 효율적으로 전달됩니다. 웨이퍼는 더 빠르게 적정 온도에 도달하며, 장비의 몸체도 따뜻해지지 않습니다.
적절한 재료 선택 (문제를 피하기 위해)
사용할 재료는 파장에 따라 달라집니다. 장파 IR에는 금으로 코팅된 반사판이 가장 적합하지만, 비용이 많이 듭니다. 단파 IR의 경우에는 연마된 알루미늄이 적합합니다.
하지만 여기서 주의해야 할 점은, 이러한 반사판들이 고온에도 형태가 변하지 않아야 한다는 것입니다. 열 팽창으로 인해 형태가 조금이라도 변한다면, 열 분포가 깨지고 웨이퍼에 ‘핫 스팟’이 생깁니다. 이는 웨이퍼가 고르게 치료되지 못하거나 손상될 수 있음을 의미합니다.
실제 환경에서의 활용
방향성을 정확하게 조절함으로써, 공장의 HVAC 시스템에도 큰 도움이 됩니다. 열이 클린룸 전체로 퍼지지 않으므로, 냉각 시스템도 더 쉽게 작동할 수 있습니다.
다만 주의할 점은, 열을 집중시키면 웨이퍼에 가해지는 열의 세기가 증가한다는 것입니다. 반사판의 형태와 램프의 와트수 사이에서 적절한 균형을 찾아야 합니다. 만약 초점을 조절하지 않고 전력을 너무 높게 설정하면, 웨이퍼의 가장자리가 타버릴 수 있습니다. 결국 모든 것은 균형에 달려 있습니다.