시간 낭비를 그만하세요: 왜 웨이퍼 가열에는 적외선이 공기를 이용한 가열보다 더 효과적인지
반도체 처리 작업을 해본 사람이라면 “기다리는 시간”이 얼마나 짜증나는지 잘 알 것입니다.
공기 순환을 이용한 가열 방식은 마치 한 잔의 커피를 데우기 위해 온 집안을 데우려는 것과 같습니다. 먼저 챔버를 데우고, 그 다음에 공기를 데우며, 마지막으로 웨이퍼를 데워야 합니다. 이는 매우 느린 과정입니다. 게다가 웨이퍼의 가장자리가 손상될 위험도 있습니다.
반면 적외선 가열 방식은 중간 단계를 생략합니다. 공기를 이용하지 않고 에너지를 바로 웨이퍼에 전달합니다.
매우 빠릅니다. 정말 빠르죠.
공기를 이용할 경우 열 관성 때문에 오랜 시간이 걸립니다. 이러한 시간은 돌아오지 않으며, 생산성을 저하시킵니다.
적외선 램프를 사용하면 몇 초 만에 목표 온도에 도달할 수 있습니다. 이렇게 하면 훨씬 더 효율적으로 작업할 수 있습니다. 팬이 공기를 밀어내는 것을 기다릴 필요가 없으니까요.
하지만 그냥 램프를 넣고 끝낼 수는 없습니다.
광원과 웨이퍼 사이의 거리가 매우 중요합니다. 램프를 너무 가까이 두면 웨이퍼의 일부가 손상될 수 있습니다. 반대로 너무 멀리 두면 원하는 속도를 얻을 수 없습니다.
보통은 열이 웨이퍼 전체에 골고루 전달되도록 특정 “안전 거리”를 계산합니다. 게다가 고밀도 적외선 배열은 엄청난 양의 에너지를 방출하기 때문에, 효과적인 방열 시스템이 필요합니다. 그렇지 않으면 다른 장비들도 그 열을 흡수하게 되고, 그런 상황은 원치 않습니다.
솔직히 말해서, 적외선 가열도 모든 문제를 해결해주는 마법 같은 방법은 아닙니다.
타협점이 있습니다. 대류 오븐의 경우, 웨이퍼가 몇 밀리미터만 잘못 배치되어도 큰 문제가 되지 않습니다. 하지만 적외선 가열의 경우 위치가 매우 중요합니다. 조금만 잘못 배치되어도 웨이퍼가 제대로 가열되지 않을 수 있습니다.
결국, 우리는 공기를 이용하는 간단한 방식 대신, 빛의 빠른 속도를 선택하는 셈입니다. 대부분의 경우 이는 가치 있는 선택입니다.