왜 우리는 클린룸에서 적외선 가열 방식을 사용하게 되었나요?
반도체 공장에서 작업할 때 “청결함”은 단순한 목표가 아니라 모든 것을 결정하는 핵심 요소입니다. 아주 약간의 이물질만 있어도 전체 제품의 품질이 망가질 수 있습니다. 오랫동안 사용되던 방식은 대류식 오븐이었습니다. 하지만 솔직히 말해서, 공기를 데우는 방식은 위험한 방법입니다. 공기와 벽면을 데우기 위해 엄청난 양의 전력이 낭비됩니다.
그래서 우리는 적외선 가열기를 사용하기로 했습니다. 방 전체를 데우는 대신, 웨이퍼 자체를 직접 가열하는 것입니다.
직접적인 열의 효과
추운 날에 햇볕 아래에 서 있는 것을 생각해보세요. 공기의 온도가 80도가 될 필요는 없습니다. 햇볕의 복사열이 직접 몸에 닿으면 충분합니다. 적외선도 마찬가지입니다. 공기를 순환시키지 않으므로 클린룸 내부의 오염원을 줄일 수 있습니다. 게다가 훨씬 효율적입니다. 큰 금속 상자를 데우는 데 드는 비용을 절약할 수 있으며, 에너지를 정확히 필요한 곳에 사용할 수 있습니다. 이러한 방식은 혹독한 화학 솔벤트를 사용하지 않고도 엄격한 무연 및 친환경 기준을 충족시킬 수 있는 훌륭한 방법입니다.
문제점
하지만 모든 것이 그렇게 간단한 것은 아닙니다. 보통 단파나 중파 램프를 사용하는데, 이러한 램프들은 거의 즉시 열을 발생시킵니다. 따라서 생산 과정에서 많은 시간을 절약할 수 있습니다.
하지만 한 가지 문제가 있습니다. 열이 너무 집중되기 때문에, 램프와 웨이퍼 사이의 거리를 매우 세심하게 조절해야 합니다. 몇 밀리미터만 잘못되어도 웨이퍼에 과열된 부분이 생기거나, 심하면 웨이퍼가 변형될 수도 있습니다. 따라서 온도가 과도하게 상승하지 않도록 PID 제어 시스템이 필요합니다.
더 작고 친환경적인 솔루션
가장 좋은 점은 장비의 크기가 훨씬 작다는 것입니다. 거대한 송풍기나 두꺼운 절연재를 사용할 필요가 없으므로, 가열 장치가 차지하는 공간도 훨씬 줄어듭니다. 적외선 가열기는 기존의 가스나 저항식 가열기보다 전기를 훨씬 효율적으로 열로 변환할 수 있습니다. 결국, 웨이퍼당 소비되는 에너지가 줄어들고, 공정도 더욱 깨끗해집니다. 이는 현대적인 반도체 공장에 있어서 매우 합리적인 방법입니다.