시간 낭비를 그만두세요: 왜 웨이퍼 가열에는 IR 가열이 강제 공기 순환보다 우수한지
만약 여전히 반도체 세정 과정에서 강제 공기 순환 방식을 사용하고 있다면, 사실상 공기가 일을 해주기를 기다리는 셈입니다.
생각해보세요. 강제 공기 순환 방식에서는 먼저 공기를 따뜻하게 만들어야 하고, 그 다음에 그 열을 웨이퍼에 전달해야 합니다. 이는 중간 단계가 필요한 과정입니다. 이러한 중간 단계로 인해 작업 시간이 지연됩니다.
반면 IR 가열은 그러한 중간 단계를 생략합니다. 전자기파를 사용하여 웨이퍼 표면에 직접 열을 가합니다. 기다릴 필요도, 지연도 없습니다. 오직 열만 있을 뿐입니다.
진정한 장점은 바로 속도입니다.
대류 오븐의 경우, 공기의 열용량과 싸워야 합니다. 반응이 느리며, 오븐이 예열되는 데도 오랜 시간이 걸리고, 식는 데도 마찬가지입니다. 반면 IR 램프는 목표 온도에 즉시 도달합니다.
몇 분이 아닌, 몇 초 안에 목표 온도에 도달할 수 있습니다. 모든 작업 과정에서 그렇다면, 절약되는 시간은 엄청납니다.
하지만 문제는 거리입니다. IR 발진기와 웨이퍼 사이의 거리를 적절히 조절하는 것이 중요합니다. 램프를 너무 가까이 배치하면 과열된 부분이 생기거나 웨이퍼의 가장자리가 손상될 수 있습니다. 반대로 너무 멀리 떨어뜨리면 IR 가열의 장점인 빠른 예열 효과가 사라집니다.
일반적으로는 파장을 고려하는 것이 좋습니다. 단파는 재료 깊숙이 들어가는 반면, 중파는 표면만 가열해야 할 때 가장 적합합니다.
물론 이것이 마법은 아닙니다. IR 가열은 강력한 힘을 가집니다.
공기 순환 방식과 달리, IR 가열은 불균일할 수 있습니다. 웨이퍼에 사용된 재료나 두께가 다르다면 온도 변동이 생길 수 있습니다.
상황이 통제 불능이 되지 않도록 하려면 PID 컨트롤러와 빠르게 반응하는 온도 센서가 필요합니다. 이러한 장치가 없으면 온도가 과도하게 상승할 위험이 있습니다. 또한, 냉각 시스템도 빠른 열 방출을 감당할 수 있어야 합니다. 그렇지 않으면 전체 챔버의 온도가 급격히 상승할 것입니다.