진공 챔버를 과도하게 가열하는 것을 멈추세요
반제품 생산 공정에서 일해본 사람이라면 이 문제를 잘 알고 있을 것입니다. 웨이퍼를 따뜻하게 해야 하지만, 그 과정에서 장비 전체가 손상되는 것을 막아야 합니다.
문제는, 일반적인 적외선 램프는 마치 강화된 형태의 전구와 같아서 열을 모든 방향으로 방출한다는 점입니다. 그 에너지의 상당 부분은 웨이퍼를 전혀 건드리지 않고 직접 진공 챔버의 내벽에 부딪힙니다.
그러면 내벽이 그 열을 흡수하게 되고, 결과적으로 밀봉 부분이 손상되며, 기계 옆에 있는 사람들에게 심각한 안전 위험이 생깁니다.
열을 정확한 위치에 전달하기
이 문제를 해결하기 위해 우리는 방향성을 가진 적외선을 사용합니다. 그냥 석영관을 그대로 넣는 대신, 반사판과 특수 코팅을 사용하여 에너지를 정확히 웨이퍼가 있는 곳으로 보냅니다. 이렇게 하면 열이 집중되고, 불필요한 에너지가 기계의 다른 부분으로 퍼지는 것을 막을 수 있습니다. 그 결과, 웨이퍼는 필요한 만큼의 열을 받으면서도 챔버의 내벽은 차가운 상태를 유지합니다. 게다가 냉각수 시스템도 그다지 큰 부담을 겪지 않습니다.
주의해야 할 점과 해결 방법
물론, 이건 “설정해놓고 잊어버리는” 방식이 아닙니다. 정밀도가 매우 중요합니다. 램프의 위치가 몇 밀리미터만 잘못되어도 웨이퍼에 과열된 부분이 생깁니다. 이는 박막 증착이나 에칭 작업에 있어서 치명적인 문제가 됩니다. 따라서 밀리미터 단위의 정밀도가 필요합니다.
일반적으로는 빠른 가동 속도를 위해 높은 와트 수치를 사용하지만, 더 많은 전력을 사용할수록 필라멘트가 더 뜨거워집니다. 따라서 전원 공급 장치가 초기 시작 시의 큰 전류를 견딜 수 있도록 해야 합니다.
작업장의 안전을 지키기
결국, 이건 단순히 전기 요금을 절약하기 위한 것이 아닙니다. 기계를 조작하는 사람들의 안전도 중요합니다. 챔버의 내벽이 과도한 열을 흡수하지 않으면, 기계의 외부 온도는 사람이 만질 수 있는 수준으로 유지됩니다. 그래서 빠른 점검이나 웨이퍼 교체 시에도 화상을 입을 걱정을 하지 않아도 됩니다.
이렇게 하면 위험하고 예측 불가능한 열 문제를 통제 가능한 과정으로 바꿀 수 있습니다.