난방 챔버가 오븐처럼 변하는 것을 막으세요
만약 반도체 난방 챔버를 만들어본 적이 있다면, 그 과정이 얼마나 어려운지 잘 알 것입니다. 중요한 것은 웨이퍼를 원하는 온도까지 데우는 것이 아닙니다. 그건 비교적 쉬운 일입니다. 진짜 문제는 장비의 벽면이 너무 뜨거워져서 사람이 다칠 수 있다는 점입니다.
대부분의 일반적인 가열 요소들은 에너지를 모든 방향으로 방출합니다. 이로 인해 내부 벽면이 엄청난 열을 흡수하게 되고, 결국 장비 자체가 안전 위험 요소가 됩니다.
우리는 방향성이 있는 적외선 램프를 사용하여 이 문제를 해결합니다.
열을 정확한 위치에 전달하기
이를 전구와 손전등의 차이로 생각해보세요. 전구는 방 전체를 밝히지만, 손전등은 원하는 위치에만 빛을 비춥니다. 우리의 적외선 램프도 마찬가지입니다. 열을 목표물에 집중시킬 수 있기 때문에, 챔버의 벽면에 도달하는 에너지는 훨씬 적습니다. 그 결과, 웨이퍼는 필요한 열을 받지만, 장비의 외부는 여전히 시원한 상태를 유지합니다.
장단점 및 대응 방법
이 방식의 가장 큰 장점은 공간을 줄일 수 있다는 점입니다. 벽면이 과도한 열을 받지 않기 때문에, 모든 내부 표면을 두꺼운 단열재로 감싸야 할 필요가 없습니다. 하지만 단점도 있습니다. 적외선 가열은 거의 즉각적으로 이루어집니다. 따라서 PID 제어 시스템이 매우 정확해야 합니다. 보통 이러한 램프와 함께 고정밀 온도 센서를 사용하여 목표 온도를 정확하게 유지합니다. 센서의 오차가 몇 밀리미터라도 생기면 웨이퍼가 손상될 수 있습니다. 하지만 그만한 가치가 있습니다.
장비의 수명을 연장하기
벽면의 온도를 낮추면 작업자의 안전뿐만 아니라 장비의 수명도 연장됩니다. 장비 내부가 너무 뜨거우면 전자 부품들이 손상되고 밀봉 부위도 마르고 균열이 생깁니다. 열을 집중시킴으로써 장비의 전체 수명을 연장할 수 있습니다. 다만 주의해야 할 점은, 빛을 집중시킬 때 초점 부위에 매우 높은 온도가 발생한다는 것입니다. 따라서 해당 부위를 처리할 수 있을 만큼 강력한 냉각 팬과 배기 시스템이 필요합니다. 그렇지 않으면 국부적인 과열 문제가 발생할 수 있습니다.