진공 챔버를 가열하는 것을 그만두고, 대신 웨이퍼를 가열하세요.
반도체 공장에서 일해본 사람이라면 이 문제를 잘 알 것입니다. 웨이퍼의 온도를 높여야 하지만, 전체 챔버가 오븐처럼 변하는 것은 원하지 않습니다.
일반적인 적외선 램프는 열을 모든 방향으로 방출합니다. 진공 상태에서는 그 열이 장비의 내벽으로만 전달됩니다. 결국 장비의 외부가 거대한 열 소거기처럼 작용하게 되고, 작업자들은 심각한 화상 위험에 처하게 됩니다.
하지만 더 나은 방법이 있습니다.
핵심은 열의 방향을 조절하는 것입니다.
열을 여기저기 퍼뜨리는 대신, 방향성 있는 적외선 램프를 사용합니다. 마치 일반 전구 대신 손전등을 사용하는 것과 같습니다. 내부 반사판과 특수 코팅을 활용하여 열 에너지를 정확히 필요한 곳으로 보내고, 장비의 외부로는 열이 가지 않도록 합니다.
이렇게 하면 장비의 외부는 시원하게 유지되며, 진공 냉각 시스템도 과부하가 걸리지 않습니다.
하지만 진공 환경은 까다롭습니다.
그냥 일반 램프를 사용할 수는 없습니다. 대부분의 재료는 ‘가스를 방출’하기 때문입니다. 이는 곧 불순물이 유출되어 공정에 문제가 생긴다는 뜻입니다. 이는 오염 문제를 야기합니다.
이 문제를 해결하기 위해 고순도 석영과 튼튼한 밀폐 구조를 사용합니다. 이러한 구조는 압력 차이를 견딜 수 있으며, 진공 상태를 유지할 수 있습니다.
하지만 한 가지 단점이 있습니다.
열을 한 점에 집중시키면 에너지 밀도가 급격히 증가합니다. 이는 효율적이긴 하지만, 초점을 정확히 맞춰야 합니다. 만약 웨이퍼가 약간이라도 중심에서 벗어나면, 기판이 손상될 수 있습니다. 그래서 이러한 램프와 함께 정밀한 PID 제어기가 필요합니다. 이를 통해 설정된 온도에 정확히 도달할 수 있습니다.
가장 좋은 점은, 이러한 램프들이 기존에 사용 중인 장비에 그대로 교체될 수 있다는 것입니다. 열은 부품에 직접 가해지므로, 별도의 보호 장치나 대형 냉각 시스템을 사용할 필요가 없습니다. 더 간단하고 효율적인 방법입니다.