왜 반도체 제조 공장에서는 적외선 가열이 열공기 가열보다 더 효과적인가?
대부분의 반도체 제조 공장들은 여전히 기존의 방식을 사용하고 있습니다. 즉, 공기를 데운 다음 그 공기가 부품을 따뜻하게 해주기를 기대하는 것입니다. 이는 마치 복도에 헤어드라이어를 쐬어서 집을 따뜻하게 하려는 것과 같습니다. 엄청난 시간이 소요됩니다.
그래서 우리 중 많은 사람들이 적외선 가열 방식으로 전환하고 있습니다. 이 방식은 중간 단계를 생략할 수 있습니다. 공기가 따뜻해지기를 기다릴 필요 없이, 에너지가 직접 부품에 전달됩니다.
기다리는 데 드는 실제 비용 잠시 물리학적 원리를 생각해보세요. 열공기는 대류에 의존하는데, 이는 결국 느린 방식이라는 뜻입니다. 공기가 따뜻해지기를 기다려야 하고, 그 열이 실제로 부품에 스며들기까지도 시간이 걸립니다. 정말 힘든 과정입니다.
반면 적외선 램프는 즉각적으로 작동합니다. 스위치를 켜면 바로 반응합니다.
대량 생산을 하는 경우, 그 몇 초가 매우 중요합니다. 웨이퍼당 가열 시간을 30초만 줄일 수 있다면, 매 교대 근무마다 수천 개의 제품을 더 생산할 수 있습니다. 여전히 열공기를 사용한다면 엄청난 비용을 낭비하는 셈입니다.
방 전체를 데울 필요는 없습니다 또 다른 문제는 공기 순환 시스템이 누수가 있다는 것입니다. 공기가 덕트나 케이스를 통해 많이 빠져나갑니다. 이는 낭비입니다.
적외선 가열 방식을 사용하면 에너지를 정확히 부품이 있는 곳에 집중시킬 수 있습니다. 웨이퍼를 200°C까지 가열하기 위해 전체 클린룸을 데울 필요가 없습니다. 게다가 장비의 크기도 더 작아집니다. 따라서 공간 효율성이 훨씬 좋아집니다.
단점도 있습니다 물론 적외선 가열도 완벽한 해결책은 아닙니다. 열이 너무 집중되기 때문에, 램프의 위치가 잘못되면 문제가 생길 수 있습니다. 결과적으로 부품이 손상될 수 있습니다.
따라서 온도가 너무 높아지는 것을 방지하기 위해 정밀한 PID 제어기가 필요합니다. 또한 열공기 가열 방식에서 적외선 가열 방식으로 전환할 경우, 센서를 다시 조정해야 합니다.
하지만 가장 큰 문제는 냉각입니다. 부품을 너무 빠르게 가열하므로, 냉각 시스템도 그에 맞춰 작동해야 합니다. 냉각 시스템이 약하다면, 문제는 생산 공정의 시작 부분이 아닌 끝 부분으로 옮겨집니다.