청결을 유지하기: 웨이퍼 건조에 관한 진실
클래스 100 수준의 청정실에서는 단 한 개의 먼지 입자라도 큰 문제가 됩니다. 가열 요소에서 조금이라도 먼지가 나오면, 그로 인해 웨이퍼 전체가 망가집니다. 그렇게 간단한 원리입니다.
대부분의 사람들은 일반적인 금속 코팅된 히터나 저가형 세라믹 히터를 사용하지만, 이러한 히터들은 시간이 지나면서 가스를 방출하거나 표면이 벗겨집니다. 그래서 우리는 고순도의 합성 석영 IR 램프를 사용합니다. 이 램프들은 전혀 문제가 되지 않습니다.
왜 석영이 효과적인가요?
고순도 석영을 사용하는 이유는, 극심한 온도 변화에도 파괴되지 않기 때문입니다. 시중에 있는 대부분의 IR 램프는 일반적인 재료로 만들어져 있습니다. 하지만 웨이퍼 건조용으로는 비정질화를 방지할 수 있는 재료가 필요합니다. 고출력으로 작동할 때도 석영은 화학적으로 안정적인 상태를 유지합니다. 표면이 벗겨지거나 먼지가 생기지 않습니다. 그저 제 역할을 할 뿐입니다.
가장 좋은 점은, 열이 램프에서 직접 기판으로 전달된다는 것입니다. 중간에 아무것도 없습니다. 이 덕분에 청정실 내에서 먼지가 발생할 수 있는 강제 공기 순환 장치를 사용할 필요가 없습니다.
단점도 있습니다…
이 램프들은 매우 빠르게 열을 발생시킵니다. 그래서 초단파 IR을 사용하여 열이 거의 즉시 기판에 도달하도록 합니다. 하지만 문제는 그 에너지 밀도가 너무 높다는 것입니다. 초점 거리를 정확하게 조절해야 합니다. 램프가 웨이퍼에 너무 가까이 접근하면 ‘핫 스팟’이 생겨 국소적으로 과열될 수 있습니다. 따라서 그 간격을 정확하게 유지하기 위한 특수한 고정 장치가 필요합니다.
또한, 모든 부분이 완벽하게 밀폐되도록 하기 위해 특수한 커넥터를 사용합니다. 연결부가 느슨하면 아크가 발생할 뿐만 아니라, 오염물질이 램프 내부로 들어갈 수도 있습니다.
자신의 생산 라인에 적용하기
이러한 램프를 건조 공정에 적용할 때는 열 관리가 중요합니다. 이 램프들은 순식간에 최고 온도에 도달하기 때문에, 전원 공급 장치도 그러한 급격한 전류 변화에 대비할 수 있어야 합니다. 저는 항상 PID 컨트롤러와 함께 사용할 것을 권장합니다. 이를 통해 시스템이 목표 온도를 넘어서는 것을 방지할 수 있습니다.
또 한 가지 팁은, 램프의 끝부분에 적절한 냉각 장치가 없으면 단순히 와트数를 높이는 것만으로는 충분하지 않다는 것입니다. 그렇게 하면 실링 부분이 금방 손상될 수 있습니다.