더 이상 오븐을 기다리지 마세요: 반도체 가공 분야에서 적외선이 왜 우위를 차지하는가
아직도 많은 반도체 제조 공장들이 부품을 건조시키는 데 열공기를 사용하고 있습니다. 이는 ‘신뢰할 수 있는’ 방법이긴 하지만, 솔직히 말해서 너무 느립니다.
문제는 공기가 열을 전달하는 데 매우 비효율적이라는 점입니다. 부품이 반응하기 시작할 때까지 엄청난 시간이 걸리며, 에너지도 낭비됩니다.
기다리는 데 드는 숨겨진 비용
열공기는 대류를 이용합니다. 즉, 열이 공기에서 표면으로 전달되는 데 시간이 오래 걸립니다.
반면 적외선은 그 중간 단계를 생략합니다. 공기를 가열하는 대신, 전자기파를 직접 재료로 보내는 것입니다.
따라서 ‘워밍업’ 시간도 없습니다. 심층 가공의 경우, 가열에 필요한 시간이 몇 분에서 몇 초로 줄어듭니다. 팬이 방 안에 뜨거운 공기를 순환시킬 필요도 없으며, 원하는 온도에 거의 즉시 도달할 수 있습니다.
공간 활용의 효율성
또 다른 장점은 적외선 시스템이 훨씬 적은 공간을 차지한다는 것입니다. 크고 무거운 덕트나 송풍기를 없앨 수 있으며, 그 자리에 적외선 배열을 설치할 수 있습니다.
더욱 좋은 점은 구역별로 열을 조절할 수 있다는 것입니다. 웨이퍼의 특정 부분에 더 많은 열이 필요하다면, 해당 부분의 램프 강도를 조절하기만 하면 됩니다. 열공기를 사용할 경우에는 그런 조절이 불가능합니다.
단점도 있습니다
물론 적외선도 모든 상황에 적합한 해결책은 아닙니다. 높은 열 밀도로 인해 재료의 표면이 타버릴 위험이 있습니다. 따라서 파장을 신중하게 선택해야 합니다. 재료가 흡수하는 파장을 잘못 선택하면 에너지가 그대로 반사되어 아무런 효과가 없습니다.
하지만 생산량을 늘리고 싶은 공장들에게는 이 방법이 최선입니다. 가열 시간을 60% 줄일 수 있다면 전체 생산량도 함께 증가합니다. 게다가 추가적인 장비를 구입하거나 공간을 더 차지할 필요도 없습니다.