시간과의 싸움에서 왜 적외선 가열이 핫에어 가열보다 우수한지
반도체 제조 분야에서 일하는 사람이라면, 시간이야말로 가장 큰 비용 요소라는 것을 잘 알고 있을 것입니다. 웨이퍼가 적절한 온도에 도달하기까지 걸리는 매초마다 예산이 낭비되는 셈입니다.
대부분의 경우 핫에어 순환 방식을 사용하지만, 여기에는 근본적인 문제가 있습니다. 결국 하나의 작은 물체를 데우기 위해整个 방 전체를 데우려는 셈이죠. 공기가 움직이고, 챔버 벽이 열을 흡수하며, 환경이 안정될 때까지 기다려야만 합니다. 정말 효율이 낮은 방식입니다.
적외선 가열은 그런 중간 단계를 생략합니다.
공기를 이용하는 대신, 전자기파를 이용해 에너지를 직접 재료에 전달합니다. 거의 즉시 열이 전달되므로, 팬이 작동하거나 공기가 순환할 때까지 기다릴 필요가 없습니다. 몇 초 만에 원하는 온도에 도달할 수 있습니다. 엔지니어에게는 이것이 큰 장점입니다. 왜냐하면 처리 시간이 훨씬 줄어들기 때문입니다.
그리고 “추운 부분” 문제도 있습니다.
공기 대류 방식은 복잡합니다. 특히 큰 웨이퍼의 경우, 온도를 고르게 유지하기가 어렵습니다. 반면 적외선 가열을 사용하면 열을 특정 부위에 집중시킬 수 있습니다. 램프의 배치를 조절함으로써 가장자리와 중앙의 온도를 일정하게 유지할 수 있습니다. 온도가 고르게 분포되면 폐기물도 줄어듭니다.
게다가 클린룸도 더 효율적으로 활용됩니다. 거대한 송풍기나 두꺼운 덕트들을 제거할 수 있습니다. 훨씬 간소화된 구조가 됩니다.
물론, 모든 것이 완벽한 것은 아닙니다. 단점도 있습니다.
적외선은 방향성이 있습니다. 공기는 주변을 감싸지만, 적외선은 명확한 시선 경로가 필요합니다. 만약 부품의 형태가 복잡하거나 구멍이 있다면, 열이 닿지 않는 ‘그림자 지역’이 생길 수 있습니다.
따라서 램프의 각도를 신중하게 조절해야 합니다. 때로는 반사판을 사용하여 에너지를 그림자 지역으로 보내야 합니다. 각도를 제대로 조절하지 않으면, 웨이퍼가 변형될 수도 있습니다. 그런 일은 절대 원하지 않습니다.