벽을 가열하는 것을 그만두세요: 웨이퍼를 건조시키는 더 좋은 방법
만약 반도체 제조 공장에서 건조 과정을 관리해본 적이 있다면, 그 어려움을 잘 알고 있을 것입니다. 웨이퍼를 건조시키려고 하지만, 에너지의 절반이 기계의 본체로 낭비됩니다. 이는 매우 당황스러운 상황입니다. 결국 내부 벽면이 손상되고, 기계의 온도가 너무 높아져서 접촉하기도 힘들어집니다. 이는 기계를 유지보수하는 사람들에게 큰 골칫거리가 됩니다.
우리는 방향성 적외선 가열 방식을 사용함으로써 이 문제를 해결했습니다.
핵심은 열이 어디로 가는지에 있습니다.
대부분의 히터는 전구와 같아서 에너지를 모든 방향으로 방출합니다. 공간이 협소한 반도체 제조 공장에서는 그 낭비된 열이 벽으로 들어갈 수밖에 없습니다. 우리는 반사판이 있는 단파 적외선 램프를 사용합니다. 이 램프는 마치 손전등처럼 작동하여 열을 한 곳에 집중시킵니다.
그 결과는 무엇일까요? 열이 목표물에 집중되고, 나머지 부분은 시원하게 유지됩니다.
하지만 이 방식에는 한계가 있습니다.
가장 큰 장점은 속도입니다. 전체 챔버가 열에 의해 가열되기를 기다릴 필요가 없습니다. 광자들이 거의 즉시 기판에 도달합니다. 정말 빠릅니다. 게다가 고출력 밀도를 사용하기 때문에 장비가 차지하는 공간도 적습니다.
하지만 주의해야 할 점이 있습니다. 벽은 시원하게 유지되지만, 램프 자체는 엄청나게 뜨거워집니다. 사용하는 전력량에 맞게 공기 흐름을 조절하지 않으면, 소켓이 손상되거나 온도 센서가 오작동할 수 있습니다.
왜 굳이 이런 방식을 사용해야 할까요?
“뜨거운 벽” 현상을 없애는 것은 단순히 전력 비용을 절약하기 위한 것이 아닙니다. 바닥이 안전해집니다. 빠른 웨이퍼 처리나 정기적인 유지보수 중에 화상을 입을 위험을 줄일 수 있습니다. 또한 웨이퍼 전체에 보다 일관된 온도가 유지되어 변형이 줄어듭니다.
우리는 이 제품들을 간단하게 교체할 수 있도록 설계했습니다. 일반적인 히터를 교체하고, PID 컨트롤러를 연결하여 온도를 정확하게 조절하기만 하면 됩니다. 그러면 벽에 에너지를 낭비하는 일도 없고, 작업자들이 응급 처치키를 찾아야 하는 상황도 발생하지 않습니다.