진공 챔버 내에서 가열하는 것을 그만두세요.
만약 진공 챔버 내부의 웨이퍼나 기판을 가열해보신 적이 있다면, 그 어려움을 잘 아실 것입니다. 목표물을 충분히 가열하면서도 챔버 벽이 과도하게 가열되는 것을 막아야 합니다.
일반적인 IR 램프는 사실상 강화된 형태의 전구에 불과합니다. 이 램프들은 열을 모든 방향으로 방출합니다. 밀폐된 진공 상태에서는 그 에너지의 대부분이 챔버 내벽에 반사됩니다. 이는 에너지 낭비일 뿐만 아니라, 장비에도 해로울 수 있습니다. 게다가, 기계의 외부가 너무 뜨거워져 주변에 있는 사람들에게 위험할 수도 있습니다.
핵심은 열을 원하는 곳으로 보내는 것입니다.
단순히 석영관만 사용하는 대신, 특수한 반사체와 코팅된 발광체를 사용합니다. 마치 스포트라이트 대신 손전등을 사용하는 것과 같습니다. 이렇게 하면 적외선이 집중된 형태로 방출됩니다.
그 결과는? 기판에 필요한 열이 공급되고, 챔버 벽은 시원한 상태를 유지됩니다. 간단하지 않나요?
장비와 그에 따른 타협점들
진공 상태에서 빠르게 온도를 높이기 위해서는 고출력 할로겐 램프를 사용합니다. 이 램프들은 단파 복사를 생성하여 온도 상승 속도를 크게 높여줍니다. 하지만 열충격으로 인해 램프가 깨지지 않도록 튼튼한 석영으로 램프를 감싸줍니다.
하지만 주의해야 할 점이 있습니다. 너무 많은 에너지를 한 점에 집중시키면 전력 공급에 부담이 갑니다. 또한 정확한 위치에 램프를 배치해야 합니다. 만약 램프가 몇 밀리미터만 잘못된 위치에 있다면, 목표물에 열이 전달되지 않고 값비싼 장비만 과열됩니다.
안전을 위해
이건 단순히 전기 요금을 조금 아끼는 문제가 아닙니다. 손이 화상을 입지 않도록 하는 것이 중요합니다. 열이 여기저기 퍼지는 것을 막으면, 기계의 외부가 거대한 라디에이터처럼 작용하지 않습니다. 그러면 작업자들이 기계 주위를 자유롭게 움직일 수 있습니다.
또 다른 장점은, 챔버 벽이 과열되지 않으므로 팽창과 수축이 줄어든다는 것입니다. 그래서 진공 상태가 유지되고, 매주 누출 문제를 걱정할 필요가 없습니다.