왜 청정실에서는 뜨거운 공기 대신 적외선 램프를 사용하는가?
만약 여전히 반도체 가공 과정에서 뜨거운 공기를 이용해 열을 가하고 있다면, 아마 많은 시간을 낭비하고 있을 것입니다. 저는 이런 상황을 자주 봅니다. “항상 그렇게 해왔으니까”라는 생각 때문이죠. 하지만 처리 시간의 모든 순간을 최대한 활용해야 하는 상황에서는 그런 오래된 방식은 문제가 됩니다.
진짜 문제는 뜨거운 공기의 속도가 너무 느리다는 것입니다. 뜨거운 공기는 대류에 의존하는데, 이는 사실상 중간자 역할을 합니다. 공기를 가열한 다음, 그 공기가 부품을 가열해야 합니다. 이로 인해 기다림의 시간이 발생합니다.
적외선 램프는 그러한 중간자를 없애줍니다. 전자기파를 직접 기판으로 보내주기 때문입니다. 온도가 상승하는 데 걸리는 시간도 크게 달라집니다. 적외선 램프를 사용하면 몇 초 만에 목표 온도에 도달합니다. 반면 뜨거운 공기 오븐의 경우에는 안정된 온도에 도달하기까지 몇 분이 걸립니다. 대량 생산 환경에서는 그 몇 분이 단순한 번거로움이 아니라 큰 낭비가 됩니다.
게다가 적외선 램프는 작은 공간에서도 충분한 열을 제공합니다. 웨이퍼의 특정 부분에만 열을 가할 수 있어서, 전체 청정실을 사우나처럼 만들 필요가 없습니다. 이로 인해 주변 온도도 안정적으로 유지되어 모든 사람의 작업이 더욱 용이해집니다.
하지만 이것이 마법의 해결책은 아닙니다. 적외선 램프는 직선 경로로만 열을 전달할 수 있습니다. 부품의 형태가 복잡하거나 구멍이 깊다면, 차가운 부분이 생길 수 있습니다. 팬처럼 열을 각도를 따라 전달할 수는 없습니다. 따라서 램프를 어디에 배치할지 신중하게 고려해야 합니다.
바꾸는 또 다른 장점은 공간을 절약할 수 있다는 것입니다. 거대한 덕트나 시끄러운 풍기를 사용할 필요가 없습니다. 적외선 램프는 기존 설비에 그대로 설치될 수 있습니다.
작업 시간도 줄어들고, 방 안의 공기를 가열하는 데 드는 에너지 비용도 줄어듭니다. 단, 센서가 주변 공기의 온도가 아닌 복사열을 감지하도록 설정되어 있는지 확인해야 합니다. 그렇지 않으면 목표 온도를 초과하여 기판이 손상될 수 있습니다. 그건 누구도 원하지 않는 일입니다.