왜 열을 줄이기 위해 금을 사용하는가?
반도체 웨이퍼를 가공할 때, 더 많은 전력을 공급하는 것이 해결책이 아닙니다. 중요한 것은 얼마나 많은 전력을 공급하는가가 아니라, 그 열이 실제로 목표물에 얼마나 많이 도달하는가입니다.
그래서 우리는 금으로 코팅된 반사체를 사용합니다. 에너지가 주변으로 새어 나가는 대신, 금을 이용해 그 열辐射을 다시 원래의 위치로 반사시킵니다.
비밀은 반사 작용에 있습니다.
일반적인 알루미늄도 괜찮지만, 너무 많은 열을 흡수합니다. 하지만 금은 다릅니다. 적외선을 매우 효과적으로 반사합니다.
반사체에 얇은 금 층을 추가함으로써, 장비가 열을 흡수하는 것을 막을 수 있습니다. 그 결과, 에너지가 다시 웨이퍼 쪽으로 돌아갑니다. 이렇게 하면 전력을 최대치로 올릴 필요 없이도 일관된 온도를 유지할 수 있습니다.
열을 관리하는 방법
문제는, 이렇게 에너지를 집중시키면 웨이퍼의 열 밀도가 급격히 상승한다는 점입니다. 웨이퍼가 매우 빠르게 뜨거워집니다.
그래서 냉각 시스템이 챔버의 온도 상승에 대응할 수 있도록 해야 합니다. 만약 공기 순환이 제대로 되지 않으면, 기판이 변형되거나 램프가 손상될 수 있습니다.
하지만 큰 장점도 있습니다. 반사체 덕분에 전력의 효율성이 높아져, 보다 낮은 전압으로도 목표 온도를 달성할 수 있습니다. 이는 하드웨어에 좋은 점입니다. 필라멘트가 너무 빨리 손상되는 것을 막을 수 있습니다.
깨끗하게 유지하기
이러한 반사체들은 설치가 복잡하지 않습니다. 기존의 히터 프레임에 그대로 장착될 수 있습니다. 또한 금을 화학적으로 결합시켜서 온도가 변동해도 금이 벗겨지거나 부서지지 않도록 합니다.
한 가지 팁: 손가락 조심하세요! 표면에 기름이나 지문이 묻으면 웨이퍼에 ‘쿨 스팟’이 생길 수 있습니다. 이로 인해 균일하지 않은 경화나 증착이 발생하여 문제가 생길 수 있습니다. 표면을 깨끗하게 유지하면 방사선이 원활하게 전달됩니다.