왜 클린룸 오븐에서 강제로 열을 가하는 방식을 버리는가?
많은 반도체 생산 라인들이 여전히 강제로 열을 가하는 방식을 사용하고 있습니다. 솔직히 말해서, 이는 큰 병목 현상입니다.
생각해보세요. 공기는 열 전도체로서의 성능이 매우 낮습니다. 웨이퍼나 부품의 온도를 높이려면 오븐 내부의 모든 공기를 가열해야 합니다. 그러고 나서는 그저 기다려야 합니다. 대류 현상에 의존해야 하기 때문에, 처리 시간이 길어집니다. 이는 시간 낭비일 뿐입니다.
속임수: 적외선
적외선 히터는 중간 단계를 건너뜁니다. 팬을 이용해 공기를 순환시키는 대신, 적외선은 전자기파를 이용해 에너지를 직접 작업물에 전달합니다.
이는 방 안의 공기가 따뜻해지기를 기다리는 것과, 태양 아래에 서 있는 것의 차이와 같습니다.
열을 가하는 데 걸리는 시간을 몇 시간에서 몇 분으로 줄일 수 있습니다. 대량 생산을 할 때, 처리 시간을 30% 줄이는 것은 단순히 좋은 일이 아닙니다. 더 큰 클린룸을 짓지 않고도 더 많은 제품을 생산할 수 있다는 뜻입니다.
단점 (항상 있기 마련입니다)
하지만 그냥 히터를 교체한다고 해서 끝나는 것은 아닙니다. 적외선은 매우 강력한 에너지를 가지고 있습니다. 조심하지 않으면 웨이퍼의 표면이 손상될 수도 있습니다. PID 컨트롤러 설정이 잘못되면 웨이퍼가 변형될 수도 있습니다.
또한 균일성 문제도 있습니다. 공기는 어디로나 퍼지지만, 적외선은 직선으로만 이동합니다. 따라서 대량의 부품에 균일한 열을 공급하려면 다중 히터 배열을 사용하거나 반사판을 이용해 에너지를 반사시켜야 합니다. 이를 위해서는 사전에 좀 더 신중한 계획이 필요합니다.
결론
결국 적외선을 사용하는 것은 에너지 낭비를 줄이는 방법입니다. 오븐의 벽을 가열하는 데 드는 에너지를 줄일 수 있으며, 부품을 더 빨리 처리할 수 있습니다.
대규모 생산을 할 때는 이 방법이 오래된 대류식 시스템의 문제를 해결하는 데 효과적입니다. 당연한 선택입니다.