왜 반도체 생산에 있어서 적외선 가열이 열공기 가열보다 우수한가?
반도체 처리 과정에서 열공기 가열에서 적외선 가열로 전환하는 것은 단순히 장비를 바꾸는 것이 아닙니다. 이는 에너지를 활용하는 방식 자체가 완전히 다르다는 뜻입니다.
열공기 가열의 경우, 공기를 먼저 가열한 다음 그 공기가 웨이퍼를 가열합니다. 항상 지연 시간이 발생합니다. 하지만 적외선 가열은 다릅니다. 적외선은 복사형 에너지이므로, 에너지가 직접 목표물에 도달합니다. 정말 빠릅니다.
기다리는 데 드는 비용
열공기 가열 시스템은 부피가 큽니다. 온도를 일정하게 유지하기 위해 많은 공간이 필요합니다. 하지만 가장 문제가 되는 것은 ‘열적 관성’입니다. 온도를 올리는 데 오랜 시간이 걸리고, 다시 내려가는 데도 마찬가지입니다.
대량 생산 환경에서는 이러한 몇 분의 시간이 큰 손실로 이어집니다. 결국 그 시간 동안 돈이 낭비되는 셈입니다.
적외선 램프는 이 문제를 해결해줍니다. 몇 초 만에 목표 온도에 도달합니다. 더 이상 거대한 공기 공간이 200°C가 될 때까지 기다릴 필요가 없습니다. 그래서 생산 속도가 향상됩니다.
열과 전선 문제
문제는 적외선 가열기는 매우 작은 공간에서도 엄청난 열을 발생시킨다는 점입니다. 일반적인 PVC나 실리콘 전선을 사용하면 곧바로 손상됩니다.
그래서 우리는 테플론(PTFE) 코팅된 전선을 사용합니다. 이 전선은 화학물질이 유출되지 않아 청정실 환경을 보호해줍니다. 그래서 가열기가 최대한의 성능을 발휘할 때도 전력 공급과 연결이 안정적으로 유지됩니다.
단점들
물론 적외선 가열도 완벽하지는 않습니다. 모든 문제를 해결할 수 있는 마법 같은 방법은 아닙니다.
적외선 가열은 ‘시선 방향’에 따라 작동하기 때문에, 부품의 형태에 따라 특정 부분만 열을 받고 다른 부분은 그대로 남아있을 수 있습니다. 따라서 램프를 어디에 배치할지, 얼마나 많은 전력을 공급할지 신중하게 결정해야 합니다.
또한, 적절한 차폐를 하지 않으면 기계 자체가 손상될 수 있습니다. 그러므로 낭비되는 열을 처리할 수 있는 충분한 냉각 시스템이 필요합니다. 그렇지 않으면 다른 문제가 발생할 수 있습니다.