클래스 100 청정실을 실제로 깨끗하게 유지하는 방법
반도체 웨이퍼를 가열할 때는 단순히 온도 조절기만 신경 쓸 수는 없습니다. 클래스 100 환경에서는 가열 요소에서 나오는 아주 작은 먼지조차도 전체 제품을 망칠 수 있습니다. 정말 끔찍한 상황입니다.
그래서 우리는 IR 램프에 고순도 합성 석영을 사용합니다. 일반적인 유리나 저가형 재료는 적합하지 않습니다. 열이 가해지면 이러한 재료들은 기체가 되거나 파편이 될 수 있으며, 그러한 입자들이 웨이퍼 위로 날아가는 것을 원하지 않습니다.
왜 고순도 석영을 사용하는가?
우리는 이 램프들을 단파장 IR 광선을 방출하도록 설계했습니다. 목표는 열이 웨이퍼에 직접 닿도록 하는 것입니다. 대류를 이용한다면 공기가 움직여서 입자들이 날아다닐 수밖에 없습니다. 하지만 융합된 석영을 사용하면 열을 집중시키고 램프의 구조를 안정적으로 유지할 수 있습니다.
사용할 와트수와 전압은 공간의 크기에 따라 조절할 수 있습니다. 다만 주의해야 할 점은, 더 많은 열을 얻기 위해 높은 와트수를 사용할 경우, 쿨링 팬이 그 열을 감당할 수 있는지 확인해야 한다는 것입니다. 만약 램프 주변이 너무 뜨거워지면, 램프는 예상보다 훨씬 빨리 고장날 수 있습니다.
청정실에 맞게 램프를 제작하는 방법
우리는 접착제나 유기물 코팅을 사용하지 않습니다. 왜냐하면 열이 가해지면 이러한 물질들이 연기를 내고 분해되기 때문입니다. 대신 우리는 밀폐된 구조를 사용합니다. 접착제도 필요 없고, 어떤 오염물질도 새어나오지 않습니다.
주의해야 할 또 다른 점은 배선입니다. 보통 여기서 문제가 생깁니다. 우리는 정밀한 단자를 사용하여 완벽한 밀봉을 해줍니다. 만약 연결 부위가 느슨하다면, 그 부분에서 과열이 발생할 수 있습니다. 그러면 석영이 깨지고, 결국 진공 상태나 청정실의 깨끗함이 파괴됩니다.
어려운 점들
문제는 고순도 석영이 매우 부서지기 쉽다는 것입니다. 보로실리케이트보다는 열충격에 더 잘 견디지만, 설치 중에 충격을 받으면 깨질 수 있습니다.
항상 진공 환경에 적합한 장갑을 착용해야 합니다.
석영 표면에 조금이라도 피지가 남아 있으면 탄소 반점이 생깁니다. 그 반점이 과열을 유발하여 결국 램프가 고장납니다. 작은 실수가 큰 문제를 초래할 수 있습니다.