왜 우리는 고온 공기 대신 오존이 없는 적외선을 사용하는가?
솔직히 말해서, 반도체 가공에 고온 공기를 사용하는 것은 효율적이지 않습니다. 너무 느립니다. 사실상 공기를 가열한 다음, 그 열이 부품을 따뜻하게 해주길 기다리는 것에 불과합니다. 이는 중간 단계가 필요하기 때문에 많은 시간이 낭비됩니다.
오존이 없는 적외선 램프를 사용하면 상황이 완전히 달라집니다. 공기를 기다리는 대신, 방사능을 직접 사용할 수 있습니다. 에너지가 직접 기판에 전달되므로 중간 단계가 필요하지 않습니다. 그저 열만이 전달될 뿐입니다.
대류의 문제점
고온 공기 시스템을 사용해본 사람이라면 알겠지만, 예열 시간이 너무 오래 걸립니다. 게다가 열 전달에도 시간이 오래 소요됩니다. 부품의 형태가 변하면 공기 흐름을 재조정하는 데 몇 시간이 걸립니다.
우리의 적외선 램프는 이러한 문제들을 해결해줍니다. 특수한 석영 혼합물과 필터를 사용하여 185nm 파장의 광선을 차단합니다. 왜냐하면 그 파장이 바로 산소를 오존으로 변환시키는 원인이기 때문입니다. 클린룸에서는 오존이 치명적인 문제가 됩니다. 오존은 모든 것을 오염시키고 민감한 웨이퍼를 손상시킵니다. 이를 차단함으로써 공정을 깨끗하게 유지할 수 있습니다.
적외선을 사용하면 어떤 이점이 있나요?
적외선 가열을 사용하면 특정 부위만을 정확하게 가열할 수 있습니다. 전체 실내를 가열할 필요가 없습니다.
속도도 매우 빠릅니다. 우리의 경험상, 적외선을 사용하면 가열 시간을 40%에서 70%까지 줄일 수 있습니다. 필요한 부위에만 높은 열 밀도를 제공할 수 있으며, 온도 조절도 훨씬 빠르게 이루어집니다.
단점도 있습니다…
적외선 램프를 그냥 기존의 대류 오븐에 넣어서 사용할 수는 없습니다. 적외선은 직선으로만 전달됩니다. 부품에 깊은 홈이 있거나 복잡한 3D 형태라면 “그림자 효과”가 발생합니다. 즉, 빛이 닿지 않는 곳은 가열되지 않습니다. 이를 해결하기 위해서는 여러 개의 램프나 반사체를 사용해야 합니다.
또 하나의 단점은, 열 전달이 너무 빠르기 때문에 컨트롤러도 빠르게 반응해야 한다는 것입니다. 만약 PID 제어 방식을 사용한다면, 목표 온도를 초과하여 기판이 손상될 수 있습니다. 따라서 램프만큼 빠르게 반응할 수 있는 시스템이 필요합니다.