에너지를 낭비하지 않으면서 웨이퍼를 올바르게 경화시키는 방법
반도체 공장에서 탄소 중립을 실현하고 싶다면, 핵심은 열을 어떻게 관리하느냐에 달려 있습니다. 웨이퍼를 경화할 때, 포토레지스트를 굳히거나 용매를 제거하려 할 때, 에너지를 낭비해서는 안 됩니다.
비결은 반드시 더 큰 히터를 사용하는 것이 아닙니다. 중요한 것은 열이 기계의 몸체가 아닌 바로 웨이퍼에 도달하도록 하는 것입니다. 이때 높은 반사율을 가진 적외선 반사기가 유용합니다.
에너지 낭비를 막으세요
일반적인 램프는 열을 360도 전 방향으로 방출합니다. 따라서 경화 과정에서 에너지의 절반이 그냥 낭비됩니다. 우리는 금이나 알루미늄으로 코팅된 반사기를 사용하여 그 빛을 다시 기판 쪽으로 반사시킵니다. 이렇게 하면 웨이퍼 표면에 더 많은 열이 전달됩니다.
가장 좋은 점은 램프의 와트수를 줄이거나 컨베이어 벨트의 속도를 높일 수 있다는 것입니다. 그러면 전력 소비가 줄어들고, 방 안으로 유출되는 열도 줄어듭니다. 이는 일석이조입니다.
적절한 재료 선정
보통은 고순도 알루미늄이나 금으로 도금된 합금을 사용합니다. 금은 극한의 온도에서도 산화되지 않아 최고의 재료로 여겨집니다. 하지만 당연히 비용이 많이 듭니다.
문제는 고출력 시스템을 사용할 경우 반사기 자체가 손상될 수 있다는 점입니다. 따라서 반사기가 과열되지 않도록 적절한 환기가 필요합니다. 반사기가 너무 뜨거워지면 코팅이 손상되어 웨이퍼에 ‘핫 스팟’이 생깁니다. 그러면 전체 웨이퍼가 손상될 수 있습니다.
정밀도가 모든 것입니다
“그린 팩토리”로 전환하여 웨이퍼당 에너지 소비를 줄이는 것은 좋은 방법입니다. 하지만 한 가지 문제가 있습니다. 열을 너무 집중시키면 정확한 위치 설정이 필요합니다. 웨이퍼가 몇 밀리미터만 움직여도 열의 강도가 급격히 줄어듭니다.
따라서 정확한 위치를 유지하기 위해 견고한 메커니즘이 필요합니다. 또한 정밀한 PID 컨트롤러를 사용하여 온도가 너무 높아지지 않도록 해야 합니다.