왜 팹에서 금 반사체를 사용하는가?
반도체 제조 분야에서 일해본 사람이라면 그 어려움을 잘 알 것입니다. 약간의 온도 변화만으로도 웨이퍼가 변형될 수 있습니다. 더 심한 경우에는 오염이 발생하여 전체 생산량이 망가질 수도 있습니다. 따라서 정밀도를 유지하기 위해서는 끊임없는 노력이 필요합니다.
이러한 문제를 해결하기 위해 우리는 적외선 전구를 사용합니다. 하지만 진짜 비결은 전구 자체가 아니라, 그 주위에 감싸진 금 반사체입니다. 이 반사체들은 열이 곳곳으로 퍼지는 것을 막고, 그 에너지를 원하는 곳으로 집중시킵니다.
금을 사용하는 이유
대부분의 사람들은 알루미늄 반사체를 사용합니다. 비용이 저렴하기 때문입니다. 하지만 문제는 알루미늄이 상당한 양의 적외선 에너지를 흡수한다는 것입니다. 반면 금은 거의 아무것도 흡수하지 않습니다. 적외선 스펙트럼에서 금은 98% 이상의 에너지를 반사합니다.
즉, 필라멘트가 생성하는 에너지의 거의 전부가 목적지로 보내진다는 뜻입니다. 이로 인해 훨씬 더 강력한 열이 발생하고, 목표 온도에 도달하는 속도도 빨라집니다. 또한, 빠르게 온도를 조절할 수 있으므로 시스템이 오랫동안 작동할 필요가 없습니다. 그 결과 웨이퍼당 소비되는 에너지량이 줄어듭니다. 간단한 원리입니다.
열 누출 방지
요즘엔 “친환경 공장”과 “탄소 발자국”에 대해 많이 이야기합니다. 팹에서 가장 많은 에너지를 소비하는 것은 바로 HVAC 시스템입니다. 왜냐하면 효율이 낮은 히터에서 나오는 열을 처리하기 위해 계속 작동해야 하기 때문입니다.
금 반사체를 사용하면 그 열이 장비 내부로 새어 들어가는 것을 막을 수 있습니다. 이는 일석이조입니다. 웨이퍼를 가열하는 데 필요한 에너지가 줄어들고, 냉각 시스템도 더 적은 노력으로 방을 시원하게 유지할 수 있습니다. 이렇게 해서 에너지 비용을 줄일 수 있습니다.
단점도 있습니다
물론 금이 모든 문제를 해결하는 마법 같은 해결책은 아닙니다. 금의 가격은 매우 비쌉니다. 연마된 알루미늄보다 훨씬 비싸죠. 게다가 금은 섬세한 물질입니다. 먼지가 쌓이거나 표면이 더러워지면 반사율이 떨어집니다. 그러면 웨이퍼에 과열 현상이 발생하여 효율성이 떨어집니다.
만약 유지보수팀이 청소를 제대로 하지 않는다면, 그건 돈 낭비일 뿐입니다. 이러한 기술은 고생산량을 요구하는 라인에 사용하는 것이 좋습니다. 그곳에서야 금의 효과가 실제로 발휘됩니다.