웨이퍼를 깨끗하게 유지하는 방법 (그리고 정신적으로도 안정을 유지하는 방법)
만약 클래스 100 등급의 청정실을 운영하고 있다면, 그 고통스러운 상황을 잘 알고 있을 것입니다. 아주 작은 양의 가스가 배출되거나, 램프에서 떨어져 나온 미세한 입자만 있어도 전체 제품이 망가질 수 있습니다. 웨이퍼를 처리하기 위한 반사기와 가열 램프를 설계할 때 우리는 한 가지 목표를 세웁니다. 바로 실리콘 표면에 아무것도 달라붙지 않도록 하는 것입니다.
비결은 석영에 있습니다.
우리는 이러한 램프에 고순도의 합성 석영을 사용합니다. 왜냐하면 일반 유리는 그런 고온을 견딜 수 없기 때문입니다. 열충격으로 인해 균열이 생길 수 있죠. 하지만 석영은 다릅니다. 석영은 적외선을 투과시키는 ‘투명한 창’과 같아서, 짧은 파장의 복사선이 그대로 통과할 수 있습니다. 열을 원하는 곳에 정확하게 전달하기 위해, 우리는 정밀하게 가공된 석영 반사기를 함께 사용합니다. 그렇게 하면 에너지가 공기 중으로 낭비되는 것을 막고, 웨이퍼에 직접 도달하게 됩니다. 이 방법은 효율적이며, 훨씬 더 효과적입니다.
“눈발” 현상을 막아야 합니다.
일반 금속 반사기의 문제점은 시간이 지날수록 부서지거나 산화된다는 것입니다. 결국 조각조각 떨어져 나가버립니다. 청정실에서는 이런 현상이 치명적입니다. 우리는 이 현상을 “눈발 현상”이라고 부르며, 이는 웨이퍼 처리 과정에서 절대로 발생해서는 안 되는 현상입니다. 그래서 우리는 고순도 석영 반사기를 사용합니다. 석영은 화학적으로 안정적이므로, 코팅이 벗겨지거나 금속이 부식되는 일이 없습니다. 그래서 항상 깨끗한 상태를 유지할 수 있습니다.
타협점들 (아무도 말해주지 않는 사실들)
고강도 적외선을 사용하면 엄청난 양의 열이 발생합니다. 석영은 그 열을 감당할 수 있지만, 램프의 하우징은 그렇지 않습니다. 램프의 하우징은 그 열을 모두 흡수하게 됩니다. 만약 냉각 시스템이 충분하지 않다면, 연결 부위가 손상될 수 있습니다. 간단한 원리입니다. 공기 흐름이 너무 약하다면, 램프의 수명이 줄어듭니다.
우리는 기존에 사용 중인 장비에 쉽게 교체할 수 있도록 이러한 램프를 설계했습니다. 그저 케이블을 연결하고, 웨이퍼까지의 거리를 조절하면 됩니다. 그러면 안정적인 열 관리가 가능해지고, 무엇보다도 오염이 전혀 발생하지 않습니다.