에드워드의 Market Development Manager인 Dawn Stephenson은

반도체 산업 내 진공 기술의 발전과 그 중요성에 대해 오랜 기간 집중해 왔습니다.

특히 챔버 솔루션은 공정의 정밀도와 수율에 직접적인 영향을 미치기 때문에

점점 더 많은 고객들이 고도화된 진공 환경을 요구하고 있습니다.

이번 포스팅에서 Dawn은 에드워드가 어떻게 진화하는 고객의 니즈에 발맞춰 챔버 내 진공 솔루션을 혁신하고 있는지

그리고 이러한 기술이 반도체 제조 공정의 미래에 어떤 가치를 더하고 있는지를 소개합니다.

 

 

◦◦◦◦◦◦

 

 

 

학창 시절 과학 시간에 집중해서 수업을 들었다면 기체의 압력과 온도는 서로 직접적인 관련이 있다는 것은 누구나 알고 있을 것입니다. 

 

 

온도는 압력이 제어되는 반도체 챔버에서 가장 중요한 제어 요소 중 하나이기 때문에 에드워드는 진공 장비 공급업체로서 진공 압력뿐만 아니라 온도 제어에 대한 전문성도 갖춰야 합니다.

 

 

반도체 산업 내 프로세서의 온도 범위는 매우 넓습니다. 공정 가스, 챔버, 터보 펌프와 같은 극도의 고온을 필요로 하는 경우에서, 극도의 저온이 요구되는 웨이퍼와 척의 경우가 있습니다. 

 

 

예를 들면, 인시투(in-situ) 증착과 공정상 새로운 물질의 사용으로 고온을 필요로 하는 상황이 발생하고 이에 따라 전체 진공 시스템에 걸쳐 증착 관련한 관리가 필요합니다. 또한 오늘날 공정에서는 터보 펌프 소스(source)를 통과하는 가스 경로 전체를 150°C 이상으로 유지해야 하며 저온에서 식각 프로세서의 방향성과 선택성이 높아지기 때문에 웨이퍼 온도를 영하 87°C 이하로 유지해야 합니다. 

 

 

그러나 실제 열전달 제한과 일부 반응의 발열 특성을 고려하면 웨이퍼 온도는 영하 110°C, 심지어 영하 120°C 이하가 되어야 합니다. 

 

 

에드워드의 Semiconductor Chamber Solutions 사업부는 압력과 온도 제어에 있어 공정 능력을 높이기 위해 터보 및 크라이오(Cryogenic) 기술을 활용합니다. 터보 펌프 기술팀은 열 격리와 최적화에 중점을 두고 있으며 새로운 동적 로터 온도 센서를 개발하고 터보 펌프 온도를 최대 200°C에서 300°C까지 달성할 수 있는 새로운 물질을 연구하고 있습니다.  

 

 

에드워드의 크라이오 기술 팀은 웨이퍼 온도 -120°C에 도달하기 위해 필요한 전력을 공급할 수 있는 혼합 냉매인 줄-톰슨(Joule-Thomson) 사이클을 연구 중입니다. 

 

 

에드워드의 터보 기술과 극저온 기술을 결합하여 사용하는 방법은 여러 가지가 있습니다. 예를 들어, 물리적 기상 증착(PVD)과 같은 일부 공정에서 수증기는 부산물의 형성을 증가시킵니다. 문제는 챔버 환경 내에서는 수증기가 주요 구성 요소라는 것입니다. 수증기를 펌핑하는 것은 대부분의 다른 가스보다 더 까다롭습니다. 대부분의 가스 분자는 서로 튕기는 경향이 있어 흡입구 날, 챔버 벽에서 튕겨 챔버 밖으로 나가도록 유도하는 데 도움이 되지만, 수증기 분자는 에너지 수준이 낮아 튕겨 나가지 않고 표면에 달라붙는 경향이 있기 때문에 터보 펌프를 사용하여 수증기를 제거하는 것은 효율적인 방법이 아닙니다. 

 

 

크라이오 펌프는 모든 분자를 포획하기 때문에 주기적으로 펌프 재생(Regeneration)이 필요하므로 효율이 떨어져 단독 챔버 펌프로서는 적합하지 않습니다.  

 

 

하지만 에드워드는 터보 펌프와 워터 펌프를 결합하여 수증기 분압과 기본 압력을 낮추어 미립자의 수를 줄일 수 있는 통합 솔루션을 제공합니다. 이는 결함률 개선과 함께 칩 제조의 가장 중요한 부분인 수율을 높입니다.   

 

 

에드워드는 반도체 챔버 환경을 정밀하게 제어할 책임을 지고 있으며, 지속적으로 개선을 추구하고 있습니다. 특히 에드워드의 Semiconductor Chamber Solutions Division은 진공 압력 및 온도 제어에 대한 전문 지식을 바탕으로, 최적화된 열 격리와 혁신적인 냉각 기술을 결합하여 고객에게 보다 효과적인 진공 펌프 시스템을 제공하고 있습니다. 

 

 

 

◦◦◦◦◦◦

 

 

Edwards Korea와 진공 기술에 관련된 더 자세한 정보는 아래 Edwards Korea 네이버 블로그를 방문해 주시기 바랍니다.

http://blog.naver.com/edwards_korea