IR 가열과 열공기 가열의 차이점: 왜 웨이퍼 처리 속도가 느린가?
만약 여전히 반도체 정밀 가공에 열공기를 사용하고 있다면, 아마도 대기하는 데 너무 많은 시간을 낭비하고 있을 것입니다.
열공기 가열은 대류 방식을 이용하기 때문에, 웨이퍼가 따뜻해지기 전에 먼저 챔버 내의 모든 공기를 가열해야 합니다. 이는 매우 비효율적인 방식입니다. 이러한 지연으로 인해 작업 시간이 길어집니다.
시간이 곧 성능입니다.
IR 가열은 이와는 다르게 작동합니다. 공기를 신경 쓰지 않고, 방사 에너지를 직접 웨이퍼에 전달합니다. 그래서 매우 빠릅니다. 팬이 따뜻한 공기를 순환시키기를 기다릴 필요가 없습니다. 광자가 재료에 직접 부딪혀 즉시 반응하기 때문입니다. 그래서 준비 시간과 종료 시간도 거의 필요하지 않습니다. 이러한 지연이 사라지면 처리 속도가 크게 향상됩니다.
게다가, 훨씬 더 정밀한 제어가 가능합니다.
열공기를 사용할 경우, 공기의 흐름이나 혼동으로 인해 ‘차가운 부분’이 생길 수 있습니다. 이는 문제가 됩니다. 하지만 IR 가열을 사용하면 열을 특정 부분에 집중시킬 수 있습니다. 램프의 위치를 조절함으로써 가장자리에서의 열 손실을 보상할 수 있으며, 그 결과 웨이퍼의 균일성이 확보됩니다.
하지만 주의해야 할 점이 있습니다. 하드웨어에 대해 소홀해서는 안 됩니다.
IR 가열은 반응 속도가 매우 빠르기 때문에, 고속 센서와 정밀한 PID 제어가 필요합니다. 센서의 반응 속도가 느리다면, 목표 온도를 초과하여 웨이퍼가 손상될 수 있습니다.
알아야 할 타협점입니다.
IR 가열은 강력한 방법이지만, 방향성이 있습니다. 즉, “보이는” 부분만 가열할 수 있습니다.
만약 가공 도구에 깊은 홈이나 복잡한 3D 형태가 있다면, 그 부분들은 가열되지 않을 수 있습니다. 단순히 기존의 대류식 가공 도구에 IR 램프를 설치하는 것만으로는 충분하지 않습니다. 기판을 명확하게 볼 수 있도록 전체 구조를 다시 설계해야 합니다.