진공 상태에서 실리콘 웨이퍼를 가열할 때의 문제점은 바로 공기가 없다는 것입니다. 공기가 없으면 대류가 일어나지 않으므로, 오직 복사에만 의존해야 합니다. 만약 일반적인 반사체를 사용한다면, 그 소중한 에너지가 그대로 챔버 벽으로 빠져나가 버립니다. 이는 큰 낭비입니다.
이 문제를 해결하기 위해 우리는 금 코팅을 사용합니다. 듣기에는 멋지게 들리지만, 목적은 간단합니다. 바로 에너지의 유출을 막고 그 열을 웨이퍼에 직접 전달하는 것입니다.
왜 금인가요? 금은 적외선을 다루는 능력이 알루미늄이나 연마된 강철보다 훨씬 뛰어납니다. 반사체 표면에 얇은 금 층을 입혀두면, 하드웨어가 열을 흡수하는 것을 막을 수 있습니다.
그 결과는 어떻 될까요? 램프에서 나오는 에너지가 거의 모두 목표물에 도달합니다. 따라서 열 분포가 훨씬 더 균일해지고, 가열 속도도 훨씬 빨라집니다. 단순히 성능이 더 좋아집니다.
열 관리 공기가 없기 때문에 램프는 매우 뜨거워집니다. 너무 뜨거워져서 램프가 미리 고장날 수도 있습니다. 이를 방지하기 위해 우리는 고순도의 석영과 특수한 필라멘트를 사용합니다.
더 좋은 점은, 금 코팅 덕분에 빔이 잘 집중되기 때문에, 전체 출력을 줄여도 여전히 원하는 온도에 도달할 수 있다는 것입니다. 이렇게 되면 진공 펌프와 냉각 장치에 가해지는 부담이 줄어들어 장비에 가해지는 스트레스도 줄어듭니다.
주의해야 할 사항 금은 에너지를 효율적으로 활용할 수 있지만, 매우 부드러운 소재입니다. 제발, 웨이퍼를 보호하기 위해 이 반사체들을 마모성이 강한 천이나 강한 화학물질로 문지르지 마세요. 그렇게 하면 코팅이 벗겨집니다. 작은 스크래치만으로도 웨이퍼에 차가운 부분이 생길 수 있으며, 그러면 문제가 생깁니다. 우리는 이 반사체들을 “손대지 말아야 하는 구역”으로 간주합니다.
또한, 전원 공급 장치도 주의해야 합니다. 금 코팅된 챔버는 효율이 매우 높기 때문에 열 밀도가 빠르게 상승할 수 있습니다. PID 제어가 제대로 되지 않으면 온도가 너무 높아져 웨이퍼가 손상될 수 있습니다. 따라서 램프의 와트수가 적절한지 반드시 확인하세요. 그러면 문제없습니다.