이제 더 이상 웨이퍼를 기다리지 마세요: 왜 적외선이 열공기보다 낫는가?
반도체의 심층 가공 과정을 경험해본 사람이라면, 세척 단계가 일반적으로 전체 공정 속도를 저하시키는 요인이라는 것을 알 것입니다. 이는 공정에서 가장 큰 병목 현상입니다.
아직도 많은 공장들이 웨이퍼를 건조시키기 위해 열공기를 사용하고 있습니다. 물론 그 방법으로도 작업은 가능하지만, 시간이 너무 오래 걸립니다. 반면에 방수 처리된 적외선 램프를 사용한다면, 공정 속도가 훨씬 빨라집니다.
시간에 대해 이야기해보죠
열공기는 대류를 이용합니다. 공기를 가열한 다음 그 공기를 웨이퍼 표면에 불어넣고, 그냥 기다리기만 합니다. 수분이 증발하기까지는 시간이 오래 걸립니다.
반면 적외선은 다릅니다. 적외선은 복사 에너지를 이용하기 때문에, 열이 직선으로 움직여 웨이퍼 표면에 즉시 도달합니다. 분 단위가 아니라 초 단위로 작업이 진행됩니다. 건조 시간이 급격히 줄어들면, 공정 라인의 길이도 줄어들게 됩니다.
“습기” 문제 해결하기
문제는 세척 단계에서 습기가 많다는 점입니다. 일반적인 적외선 램프를 그곳에 사용하면, 물방울이 뜨거운 석영에 닿는 순간 램프가 손상될 수 있습니다. 이는 큰 문제입니다.
그래서 우리는 방수 처리가 되고 특수 코팅이 된 램프를 사용합니다. 이러한 램프는 높은 습도 환경에서도 문제없이 작동할 수 있습니다.
게다가 적외선 램프는 즉각적으로 반응합니다. 열공기 오븐은 가열되거나 냉각되는 데 시간이 오래 걸리지만, 적외선 램프는 순식간에 작동합니다. 정확한 제어를 위해서는 적절한 제어 회로가 필요합니다.
단점도 있습니다
물론 모든 것이 완벽한 것은 아닙니다. 강력한 적외선은 엄청난 열을 발생시킵니다. 이는 속도 면에서는 유리하지만, 웨이퍼가 그 열을 견디기 어려울 수 있습니다.
와트 수가 너무 높거나 램프가 너무 가까이 위치하면 웨이퍼가 변형될 수 있습니다. 따라서 재료의 두께에 맞게 높이와 출력을 조절하는 데 시간이 필요합니다.
열공기에서 적외선으로 전환하는 것은 단순히 부품을 교체하는 것이 아닙니다. 공정 속도를 고려하는 새로운 접근 방식입니다. 웨이퍼를 훨씬 빠르게 처리할 수 있지만, 냉각 단계도 그 속도를 따라잡을 수 있어야 합니다.