반도체 제조 공장에서는 고출력의 적외선 램프가 엄청난 양의 열을 발생시킵니다. 반도체 공장에서는 그 에너지가 오직 웨이퍼에만 집중되어야 합니다. 그게 전부입니다.
만약 그 열을 제대로 통제하지 않으면, 그 열이 기계의 벽쪽으로 퍼져나갑니다. 결국 내부 장치들이 손상되고, 심각한 안전 문제가 발생할 수 있습니다.
열을 원하는 곳으로 보내는 방법
문제는 일반적인 적외선 램프가 에너지를 360도 모든 방향으로 방출한다는 것입니다. 이를 막기 위해 우리는 석영 유리로 만든 보호 장치를 사용합니다. 이것은 일종의 열 차단재로서, 열이 기계의 내부로 퍼지는 것을 막고 다시 목표물 쪽으로 보냅니다. 이것이 바로 전체 기계가 오븐처럼 되는 것을 막으며 웨이퍼를 적절한 온도로 가열할 수 있는 유일한 방법입니다.
왜 석영을 사용하는가?
우리는 석영을 사용하는 이유는, 석영이 압력에도 견딜 수 있기 때문입니다. 만약 일반 유리를 사용한다면, 램프가 최대 출력으로 작동할 때 즉시 깨져버릴 것입니다. 석영은 그러한 열 충격을 견딜 수 있습니다. 석영은 단파 적외선은 통과시키지만, 대류식 열은 막아냅니다.
단점은 무엇인가?
하지만 석영을 항상 깨끗하게 유지해야 합니다. 만약 석영에 먼지나 유기물이 묻으면, 그 부분이 타버릴 수 있습니다. 그러면 ‘핫 스팟’이 생겨나 웨이퍼가 고르게 가열되지 않습니다. 최악의 경우, 보호 장치가 제 기능을 하지 못할 수도 있습니다.
균형을 맞추는 것
물론, 모든 것에는 대가가 있습니다. 보호 장치를 추가하면 램프의 총 출력이 조금 줄어듭니다. 이를 보완하기 위해서는 와트수를 높이거나 램프를 더 가까이 위치시켜야 할 수도 있습니다. 하지만 문제는, 램프의 성능을 과도하게 높이면 냉각 시스템이 더욱 힘들어진다는 것입니다.
즉, 정확도와 강력한 성능 사이에서 끊임없는 타협이 필요합니다.