열 낭비를 멈추세요: 왜 금 도금된 반사체가 웨이퍼에 있어서 그토록 중요한지
실리콘 웨이퍼를 가열할 때는, 1와트라도 소중합니다.
대부분의 사람들은 일반적인 연마된 스테인리스 스틸로 된 하우징을 사용하지만, 문제는 이러한 하우징들이 너무 많은 에너지를 흡수하고 산란시킨다는 것입니다. 마치 어두운 벽이 있는 방에 희미한 전구로 빛을 비추려는 것과 같습니다. 우리는 이 문제를 해결하기 위해 금 도금된 반사체를 사용합니다.
금은 적외선 반사율이 가장 뛰어난 재료입니다. 금은 단순히 에너지를 반사하는 것뿐만 아니라, 그 열 에너지를 웨이퍼 표면으로 다시 보내줍니다.
에너지를 집중시키는 비결
일반적으로 산업용 히터는 열을 모든 방향으로 방출합니다. 고성능 반사체가 없으면, 전력의 약 절반이 기계의 케이스 안으로 사라집니다. 이는 엄청난 낭비입니다.
금을 사용하면 상황이 달라집니다. 하우징에 얇은 고순도 금 층을 추가함으로써, 열을 그 안에 가둘 수 있습니다. 그 결과, 훨씬 더 정확한 열 집중이 가능해지고, 웨이퍼 전체의 온도도 일정하게 유지됩니다. 더 이상 추측할 필요가 없습니다.
적절한 제작 방법 및 그에 따른 trade-offs
우리는 하우징을 스테인리스 스틸로 만들어서, 극한의 고온 환경에서도 변형되지 않도록 합니다. 그런 다음 진공 증착법을 사용하여 금을 코팅합니다.
하지만 한 가지 주의해야 할 점이 있습니다. 청결이 가장 중요합니다.
금 표면에 조금이라도 기름이나 먼지가 묻으면, 웨이퍼에 ‘추위의 영역’이 생깁니다. 그렇게 되면 공정의 일관성이 완전히 사라집니다.
실제 적용 방법
이러한 하우징을 사용하면, 목표 온도에 도달하기 위해 필요한 전력이 줄어듭니다.
여기서 두 가지 선택지가 있습니다. 전력을 줄여서 전기 요금을 절약할 수도 있고, 추가된 효율성을 활용하여 작동 속도를 높일 수도 있습니다. 결정은 여러분에게 달려 있습니다.
단, 금은 매우 부드러운 재료라는 점을 기억하세요. 강철보다 훨씬 부드럽습니다. 제발, 장비를 보호하기 위해 연마제를 사용해서는 안 됩니다. 그렇게 하면 코팅이 벗겨져 모든 효율성이 사라질 것입니다.
그냥 전선을 연결하고, 증가된 열 흐름을 처리할 수 있도록 PID 컨트롤러를 조절하기만 하면 됩니다. 그러면 에너지가 실제로 어떻게 목표 지점에 도달하는지 알 수 있을 것입니다.