반도체 세척 공정에서 발생하는 “hot wall” 문제를 해결하기 위해
만약 반도체 웨트 프로세싱 분야에서 일해본 경험이 있다면, 그 어려움을 잘 알고 있을 것입니다. 세척 과정에서 웨이퍼를 가열해야 하지만, 장비의 외부가 오븐처럼 뜨거워지는 것은 피해야 합니다.
전통적인 복사형 히터는 기본적으로 전구와 같아서 열이 사방으로 퍼집니다. 그래서 장비의 내벽이 매우 뜨거워집니다. 이는 에너지의 낭비일 뿐만 아니라, 기계 근처에서 작업하는 사람들에게 안전상의 위험도 있습니다.
우리는 더 나은 방법을 찾았습니다. 바로 방향성 적외선 램프입니다.
작동 원리
대부분의 적외선 램프는 360도로 열을 방출합니다. 하지만 우리는 그렇게 하고 싶지 않습니다. 대신, 단파 적외선을 사용하여 특수한 반사체와 함께 열을 집중시킵니다. 단파 적외선은 세척액을 통과해 웨이퍼 표면에 직접 열을 전달합니다. 이렇게 하면 웨이퍼의 온도를 정확하게 조절할 수 있으며, 장비의 외부는 여전히 시원하게 유지됩니다.
문제 해결 방법
세척 공정은 본질적으로 습한 환경입니다. 물과 전기는 서로 어울리지 않습니다. 단락을 방지하기 위해 전기 접点에는 방수 씰을 사용합니다. 그렇지 않으면 습기와 수분으로 인해 접点이 손상되어 고장이 발생할 수 있습니다. 또한 모든 부품을 석영으로 감싸서 화학물질이나 물방울로부터 보호합니다.
어려운 점들
모든 것이 그냥 연결만 하면 되는 것은 아닙니다. 열을 한 지점에 집중시켜야 하기 때문에 정밀도가 매우 중요합니다. 만약 램프의 위치가 몇 밀리미터만 어긋나도 웨이퍼에 과열된 부분이 생깁니다. 이는 큰 문제입니다.
또 다른 문제는, 장비의 외부는 시원하지만 램프 자체는 매우 뜨거워진다는 것입니다. 장비의 외부를 무시할 수는 없습니다. 만약 냉각 팬이나 방열판이 제대로 작동하지 않으면, 램프가 예상보다 빨리 고장날 수 있습니다.
가장 좋은 방법은 이러한 램프들을 PID 컨트롤러에 연결하는 것입니다. 이렇게 하면 온도를 정확하게 제어할 수 있습니다. 그러면 웨이퍼의 품질이 일정하게 유지되고, 장비도 시원하게 유지되며, 작업자들도 안심할 수 있습니다.