왜 웨이퍼를 가열할 때 금을 사용하는가?
반도체 웨이퍼를 가열할 때, 더 많은 에너지를 사용하면 된다고 생각하기 쉽습니다. 하지만 실제로 중요한 것은 그 에너지 중 얼마나 많은 양이 웨이퍼에 도달하는가 하는 점입니다.
문제는 표준 석영 램프는 열이 쉽게 새어 나간다는 것입니다. 램프에서 발생하는 열의 상당 부분이 옆이나 뒤쪽으로 날아가서, 웨이퍼를 가열하는 데 아무런 도움이 되지 않습니다.
그래서 우리는 반사판에 고순도 금 코팅을 적용하는 것입니다.
금을 사용하는 이유
금은 단순히 장신구용 소재가 아닙니다. 금은 적외선을 효과적으로 반사할 수 있습니다. 알루미늄이나 연마된 강철을 사용하면 에너지가 손실되는데, 이는 해당 재료들이 일부 스펙트럼을 흡수하거나 시간이 지나면서 마모되기 때문입니다. 하지만 금은 그런 문제가 없습니다. 금은 거의 모든 장파 적외선을 웨이퍼 쪽으로 다시 반사해줍니다.
그 결과, 에너지가 집중되어 웨이퍼에 전달됩니다. 따라서 작업을 완료하기 위해 과도한 전압을 사용할 필요가 없습니다.
기계의 온도 유지
또한, 이 방식은 기계의 나머지 부분도 도와줍니다. “낭비되는 열”이 기계의 구조로 들어가는 것을 막으면, 냉각 시스템이 제대로 작동할 수 있습니다. 그렇게 되면 챔버의 온도를 적절하게 유지하기 위해 불필요한 노력을 할 필요가 없습니다. 방사선을 좁은 범위에 집중시킴으로써, 웨이퍼는 훨씬 빠르게 목표 온도에 도달합니다.
현실적인 단점들
물론 금도 완벽한 해결책은 아닙니다. 금은 비쌉니다. 따라서 초기 제작 비용이 상승합니다. 또한 금을 청소할 때도 주의가 필요합니다. 강한 화학물질을 사용하면 금이 벗겨지거나 필름이 남아 반사율이 떨어질 수 있습니다. 그리고 표면에 스크래치나 움푹 들어간 곳이 생기면 웨이퍼에 과열된 부분이 생기게 되는데, 이는 일관성 있는 결과를 얻는 데 큰 장애가 됩니다.
우리는 보통 열 균일성이 가장 중요한 경우에만 이 방식을 사용합니다. 금 표면의 형태를 조절함으로써, 열이 웨이퍼 전체에 어떻게 분포하는지 정확하게 조절할 수 있습니다. 이를 통해 웨이퍼가 과열되거나 변형되는 것을 방지할 수 있습니다.