왜 반도체 가공에 적외선을 사용하는가?
오랫동안 우리는 반도체를 가열하는 데 있어 열공기 순환 방식이 가장 효과적인 방법이라고 생각해왔습니다. 하지만 솔직히 말해서, 이 방식은 너무 느립니다. 공기는 열을 전달하는 데 매우 형편없는 매질입니다. 공기가 따뜻해질 때까지 몇 분씩 기다려야 하며, 그 후에도 그 열이 웨이퍼에 전달될 때까지 또 다시 오랜 시간을 기다려야 합니다. 이는 생산 속도를 크게 저하시킵니다.
중간 단계 제거
적외선은 이와는 다른 방식으로 작동합니다. 공기를 가열하는 대신, 적외선은 전자기파를 이용해 에너지를 직접 재료에 전달합니다. 거의 즉각적으로 열이 전달됩니다. 스위치를 켜면 바로 열이 발생합니다. 더 이상 기계가 ‘따뜻해질’ 때까지 기다릴 필요가 없습니다.
공간 절약 및 효율성 향상
공기 순환 시스템이 있는 곳을 걸어보셨다면 아시겠지만, 엄청난 크기의 송풍기와 복잡한 공기 길, 그리고 열이 밖으로 새어나가지 않도록 하는 방열 장치들이 있습니다. 이러한 장치들은 너무 많은 공간을 차지합니다. 적외선 램프를 사용하면 이러한 문제를 해결할 수 있습니다. 에너지를 직접 웨이퍼에 집중시키므로, 기계의 나머지 부분을 가열하는 데 낭비되는 에너지가 줄어듭니다. 이로 인해 더 효율적으로 생산할 수 있습니다.
단점
하지만 적외선도 완벽한 해결책은 아닙니다. 그냥 다른 방식과 바꿔서 사용할 수는 없습니다. 적외선은 반드시 직선 상에서만 작동합니다. 만약 부품의 형태가 복잡하거나 구석진 곳이 있다면, 적외선이 그곳에 도달하지 못합니다. 그래서 온도가 고르지 않게 됩니다. 따라서 모든 부분에 골고루 열이 전달되도록 램프의 위치를 신중하게 설정해야 합니다.
또한, 적외선은 매우 강력하고 빠르게 작용합니다. 센서를 정확하게 조절해야 하며, 그렇지 않으면 원하는 온도에 도달하기 전에 온도가 너무 높아질 수 있습니다.
결론
결국 중요한 것은 생산 속도입니다. 한 번의 처리 과정에서 몇 초라도 시간을 단축할 수 있다면, 그 효과는 엄청납니다. 시간당 처리할 수 있는 웨이퍼의 수가 늘어나면, 전체 생산 과정의 효율성도 향상됩니다.