시간 낭비를 멈추세요: 왜 웨이퍼 가열에는 적외선 방식이 핫에어 방식보다 우수한가요?
기다리는 시간이라는 문제에 대해 이야기해보겠습니다.
반도체 제조 공정에서는 수년 동안 핫에어 순환 방식을 사용해왔습니다. 하지만 문제는 핫에어의 속도가 너무 느리다는 것입니다. 핫에어는 움직이기 위해 매개체가 필요합니다. 먼저 챔버를 가열해야 하고, 그 다음에 챔버 내부의 공기를 가열해야 합니다. 그 후에야 비로소 웨이퍼를 가열할 수 있습니다. 이런 과정은 너무 복잡합니다.
적외선 방식은 이러한 문제들을 해결해줍니다. 적외선은 공기에 신경 쓰지 않고 에너지를 직접 실리콘으로 전달합니다.
시간이 점점 줄어듭니다
적외선 방식을 사용하면 “온도 상승” 단계가 사실상 사라집니다. 목표 온도에 도달하는 데 분말이 아니라 초가 걸립니다.
가열 및 냉각 과정을 생각해보세요. 공기를 가열하는 것을 그만두고 웨이퍼를 직접 가열하면 처리 속도가 훨씬 빨라집니다. 한 시간에 더 많은 웨이퍼를 처리할 수 있으며, 온도계를 지켜보며 기다릴 필요도 없습니다. 이는 작업 효율성을 크게 향상시킵니다.
균형을 맞추는 것이 중요합니다
물론, 단순히 출력을 높이는 것만으로는 충분하지 않습니다. 적절한 거리를 유지해야 합니다.
적외선 램프가 너무 가까이 있으면 과열되거나, 웨이퍼 표면이 손상될 수 있습니다. 반대로 너무 멀리 있으면 열량이 부족해져 처리 시간이 다시 늘어납니다.
일반적으로는 평방 센티미터당 와트수를 확인하여 이 문제를 해결합니다. 고밀도 적외선 배열을 사용하면 램프를 좀 더 멀리 두어도 같은 열량을 얻을 수 있습니다. 이렇게 하면 챔버의 공간 활용도가 높아지면서도 속도는 그대로 유지됩니다.
단점도 있습니다
물론, 완벽한 것은 없습니다.
적외선은 방향성이 있어서, “보이는” 부분만 가열할 수 있습니다. 웨이퍼의 형태가 복잡하거나 여러 개의 웨이퍼를 한 번에 처리해야 하는 경우, 그냥 램프를 올려놓기만 해서는 안 됩니다. 반사판이나 다각도 배열을 사용해야만 과열된 부분이 생기지 않습니다.
또한 제어 시스템에 대해서도 주의가 필요합니다. 적외선은 즉각적으로 반응하기 때문입니다. PID 제어 시스템이 느리다면, 컨트롤러가 반응하기 전에 온도가 너무 높아질 수 있습니다. 이는 웨이퍼를 망칠 수 있는 심각한 문제입니다. 따라서 빛의 속도에 맞춰 작동할 수 있는 제어 시스템이 필요합니다.