열을 낭비하지 마세요.
웨이퍼를 가열할 때, 더 많은 전력을 사용하는 것이 해결책이 아닙니다. 중요한 것은 얼마나 많은 전력을 사용하느냐가 아니라, 그 전력이 실제로 어디로 가는지입니다.
대부분의 경우, 에너지는 그냥 챔버 벽으로 빠져나갑니다. 이는 큰 낭비입니다. 그래서 우리는 금으로 코팅된 반사체를 사용합니다. 그렇게 하면 열이 헛되이 퍼지는 것을 막고, 다시 웨이퍼 위로 돌아오도록 할 수 있습니다.
왜 금일까요?
일반적인 석영 램프는 에너지를 360도 방향으로 방출합니다. 그렇다면 히터의 경우, 생성된 에너지의 절반이 바로 사라지는 셈입니다.
이 문제를 해결하기 위해 얇은 금 층을 사용합니다. 금은 외관상의 이유가 아니라, 적외선 영역에서 매우 낮은 방사율을 가지고 있기 때문입니다. 반사율은 98% 이상입니다. 즉, 필라멘트에서 나오는 거의 모든 에너지가 집중된 형태로 다시 웨이퍼로 돌아옵니다.
적절한 온도 유지
진정한 마법은 반사체의 형태에 있습니다. 이 형태를 조절함으로써, 열이 웨이퍼의 정확한 위치에 도달하도록 할 수 있습니다.
이는 웨이퍼의 온도 상승 속도를 높이는 데 매우 유용합니다. 불필요한 과열 없이 목표 온도에 빠르게 도달할 수 있습니다. 또한, 전체 표면에 균일한 온도 분포가 형성되어, 더 이상 “hot spot”으로 인해 웨이퍼가 손상되는 일이 없습니다.
주의해야 할 점들
문제는, 열을 효과적으로 집중시키면 에너지 밀도가 높아진다는 것입니다. 따라서 목표 지점에 도달하지 못하는 남은 열을 처리할 수 있는 냉각 시스템이 필요합니다. 공기 흐름이 너무 약하면, 금 코팅이 주변의 열로 인해 손상될 수 있습니다. 반사체 표면에 변색이 생기면——산화나 오염으로 인해——효율이 떨어집니다.
설치 방법
가장 좋은 점은, 이 장치들이 기존의 IR 히터가 있던 자리에 그대로 설치될 수 있다는 것입니다. 기존의 전원 공급 장치를 그대로 사용하면 됩니다. 하지만 장치가 작동하기 시작하면 흥미로운 점이 있습니다. 웨이퍼의 온도는 같지만, 전체적인 전력 소비량은 줄어듭니다. 결국, 이미 지불한 비용을 제대로 활용할 수 있다는 뜻입니다.