왜 웨이퍼 가공에는 적외선 가열이 열공기 가열보다 더 효과적인가요?
만약 깊은 공정 처리에서 열공기 순환 방식 대신 적외선 가열 방식을 사용하고 싶다면, 그것을 단순히 “더 좋은 장비”로 생각해서는 안 됩니다. 오히려 시간을 절약할 수 있는 방법으로 생각해야 합니다.
열공기 방식은 속도가 매우 느립니다. 대류 현상을 이용하기 때문에, 공기를 가열한 다음 그 공기가 웨이퍼를 가열하기를 기다려야 합니다. 항상 지연이 있습니다. 반면 적외선 가열은 다릅니다. 복사 에너지를 직접 웨이퍼에 전달하기 때문입니다.
속도가 매우 빠릅니다.
열공기를 사용할 때는 열적 관성과 싸워야 합니다. 웨이퍼가 안정될 때까지는 챔버 전체의 온도가 일정 수준에 도달할 때까지 기다려야 합니다. 이는 매우 번거로운 과정입니다.
하지만 적외선 램프를 사용하면 거의 즉시 반응합니다. 이것이 바로 빠른 열처리(RTP)에서 적외선 가열이 자주 사용되는 이유입니다. 중간 단계를 건너뛰어 몇 분이 아닌 몇 초 만에 목표 온도에 도달할 수 있습니다. 그러면 생산 라인의 속도를 늦추는� “기다림의 시간”이 사라집니다.
또한 일관성 문제도 있습니다. 대류 방식은 혼란스럽습니다. 차가운 부분이 생기거나, 심한 경우 웨이퍼가 움직일 수도 있습니다. 적외선 가열을 사용하면 열을 특정 부위에 집중시킬 수 있습니다. 각각의 램프를 개별적으로 제어할 수 있기 때문에, 웨이퍼의 가장자리 부분에서 발생하는 손실을 줄일 수 있습니다. 그 결과 전체 표면에 걸쳐 균일한 온도 분포를 얻을 수 있습니다.
물론, 그렇다고 해서 그냥 적외선 램프를 그대로 사용할 수는 없습니다. 적외선 램프는 엄청난 양의 에너지를 방출하기 때문에, 냉각 장치와 센서도 그에 맞게 설계되어야 합니다. PID 제어 시스템도 그러한 속도에 맞게 조정되어야 합니다. 그렇지 않으면 온도가 너무 높아져 웨이퍼가 손상될 수 있습니다.
따라서 적외선 램프를 그냥 대류식 장비에 넣고 끝내는 것은 불가능합니다. 먼저 주변 하드웨어들의 열 부하를 정확히 계산해야 합니다.
그렇지만, 현재의 클린룸 공간에서 더 많은 웨이퍼를 처리하고 싶은 사람들에게는 적외선 가열이 최선의 선택입니다. 이 방식을 사용하면 느린 처리 과정을 정밀한 처리로 바꿀 수 있습니다.