왜 반도체 제조 공정에서는 열풍을 사용하는 대신 적외선을 활용하는가?
대류식 오븐이 어떻게 작동하는지 생각해보세요. 먼저 공기를 가열하고, 그 다음에 그 공기가 웨이퍼를 가열합니다. 이는 매우 느린 과정입니다. 심도 있는 처리 공정에서는 이러한 지연 시간이 곧 낭비된 비용이 됩니다.
그래서 우리는 그런 크고 무거운 송풍기를 사용하는 것을 그만두고 적외선을 활용하기 시작했습니다. 방 전체를 따뜻하게 하는 대신, 에너지를 직접 기판에 전달하는 것입니다.
시간은 계속 흘러갑니다
대류식 방식은 너무 느립니다. 적절한 온도가 되기까지 몇 분씩 기다려야 합니다. 하지만 적외선 램프를 사용하면 몇 초 만에 원하는 온도에 도달할 수 있습니다. 거의 즉각적입니다. 주변 공기를 가열하는 데 시간을 낭비하지 않으므로, 처리 속도가 훨씬 빨라집니다. 더 큰 클린룸을 만들 필요 없이도, 한 시간에 더 많은 웨이퍼를 처리할 수 있습니다.
정확한 온도 조절
열풍의 경우, 특정 부분은 너무 뜨겁고, 다른 부분은 너무 차가워서 온도가 고르지 않습니다. 하지만 적외선의 경우는 다릅니다. 특정 파장의 램프를 사용함으로써 열 흡수를 훨씬 더 일관되게 할 수 있습니다.
우리는 석영 커버 안에 할로겐 필라멘트를 사용하여 그러한 높은 열 밀도를 얻습니다. 이를 통해 작은 공간 안에 엄청난 양의 에너지를 담을 수 있으며, 빠른 스위칭 컨트롤러와 함께 사용하면 실시간으로 온도를 조절할 수 있습니다.
단점도 있습니다
물론, 적외선도 모든 문제를 해결해주는 마법의 해결책은 아닙니다. 에너지가 너무 강력하기 때문에, PID 제어 장치가 제대로 설정되어 있지 않으면 목표 온도를 초과할 수 있습니다. 또한, 반사판을 제대로 설정하지 않으면 기계의 프레임이 가열될 수 있습니다. 게다가, 램프 주변의 강한 열을 감당할 수 있는 냉각 시스템도 필요합니다. 그렇지 않으면 부품이 손상될 수 있습니다.
그래도, 구식 대류식 오븐을 대체하고자 하는 모든 공장에 있어서 이 방법이 가장 좋은 선택입니다. 이 방법을 사용하면 가열 과정이 생산 과정의 병목 현상이 되는 것을 막을 수 있습니다.