적절한 거리 유지하기: 웨이퍼 가열을 위한 적외선 기술
스마트 팹을 구축한다면, 이제는 구식의 열 전달 방식으로는 충분하지 않다는 것을 이미 알고 있을 것입니다. 속도가 너무 느리기 때문입니다. 그래서 우리는 고강도 적외선 시스템을 사용합니다. 이를 통해 온도를 빠르게 상승시키거나 하강시킬 수 있으며, 이는 디지털 생산 라인을 원활하게 운영하는 데 필수적입니다.
하지만 문제가 있습니다.
적외선 발생기와 웨이퍼 표면 사이의 거리가 매우 중요합니다. 이 거리를 잘못 설정하면 웨이퍼가 손상될 수 있습니다.
공기 간극 문제
그냥 램프를 그 자리에 설치해서 성공하기를 바랄 수는 없습니다. 적절한 균형을 찾아야 합니다.
발생기를 너무 가까이에 두면, 필라멘트 아래에 ‘핫 스팟’이 생깁니다. 그러면 웨이퍼가 과열되어 변형됩니다. 반대로 너무 멀리 두면, 챔버 벽이 과열되어 에너지가 낭비됩니다. 결국 작업 시간도 늘어납니다.
모든 것은 시각적 각도에 달려 있습니다. 너무 짧은 간극은 강도는 높여주지만, 열이 고르게 분포되는 영역은 줄어듭니다. 300mm 크기의 웨이퍼 전체에 균일한 온도를 유지하려면, 여러 램프의 방사선이 서로 겹치도록 거리를 조절해야 합니다. 바로 그 ‘이상적인 거리’를 찾는 것이 중요합니다.
더 스마트한 데이터, 더 적은 추측
현대적인 팹에서는 더 이상 추측에 의존하지 않습니다. 적외선 발생기를 클로즈드-루프 PID 컨트롤러에 연결하여 실시간으로 온도를 모니터링합니다. 이를 통해 웨이퍼의 실제 표면 온도를 파악하고, 그에 맞게 전력을 조절할 수 있습니다. 이렇게 하면 정적인 거리 설정만으로는 부족합니다.
다만 주의해야 할 점이 있습니다. 고전력 적외선 시스템은 도구 프레임에 엄청난 양의 열을 발생시킵니다.
만약 몇 초라도 단축하기 위해 모든 것을 너무 가까이 배치한다면, 냉각 장치가 그 부하를 감당할 수 있는지 반드시 확인해야 합니다. 주변 온도가 상승하면 센서의 오차가 생기고, 보정도 제대로 되지 않아 결국 처음으로 돌아가게 됩니다.