왜 진공 상태에서의 적외선 가열이 반도체 제조에 적합한가?
산업계는 납이 없고 저탄소를 목표로 하는 방향으로 나아가고 있습니다. 이는 이론상으로는 훌륭해 보이지만, 실제로 기계를 운영하는 사람들에게는 큰 골칫거리가 됩니다.
전통적인 대류식 오븐은 여기서는 전혀 쓸모가 없습니다. 진공 상태에서는 공기를 움직일 수 없으며, 설령 그렇다 해도 오염물질만 곳곳에 퍼지게 됩니다. 그래서 우리는 진공 환경에 적합한 적외선 히터를 사용합니다. 공기를 이용하는 대신, 이러한 시스템은 전자기파를 이용해 직접 웨이퍼를 가열합니다. 중간 단계가 없으며, 혼란도 생기지 않습니다.
실제 작동 원리
공기가 없으면 대류 문제도 사라집니다. 남는 것은 오직 방사와 전도뿐입니다.
우리는 이 히터들을 조정하여 포토레지스트나 접착제가 흡수하기 쉬운 특정 파장을 선택합니다. 공기가 가득한 공간을 가열하는 데 시간을 낭비하지 않아도 되므로, 에너지가 바로 웨이퍼로 전달됩니다.
속도가 매우 빠릅니다. 몇 시간이 걸리던 처리 과정을 몇 분으로 줄일 수 있습니다.
문제점: 재료와 열 관리
아무런 램프나 진공 상태에 넣을 수는 없습니다. 순도가 높은 석영이나 특수 세라믹을 사용해야 합니다. 왜냐하면 램프에서 미세한 입자들이 나오면 웨이퍼가 손상될 수 있기 때문입니다.
또한, 전력 조절도 중요합니다. 고출력의 적외선 램프는 열을 빠르게 발생시키지만, 주의를 기울이지 않으면 국부적으로 과열될 수 있습니다. 따라서 전력과 웨이퍼의 열용량을 적절히 조절해야 합니다. 그렇지 않으면 실리콘이 변형될 수 있습니다.
장점
적외선 가열을 사용하면 용매를 사용하는 가열 방식을 버릴 수 있으며, 클린룸의 에너지 소비도 줄일 수 있습니다. 게다가, 친환경적인 폴리머나 할로겐이 없는 솔더 페이스트를 제조할 때 필요한 정밀한 온도 조절도 가능합니다.
하지만 단점도 있습니다. 진공 챔버에 이러한 장치를 연결하려면 특별한 부품이 필요합니다. 밀폐성이 좋지 않으면 누수가 발생하여 램프가 손상될 수 있습니다.
즉, 빠른 속도와 높은 순도를 얻을 수 있지만, 진공 상태를 유지하기 위해서는 완벽한 밀폐성이 필요합니다.