왜 반도체 제조 과정에서 핫에어 방식을 버리는가?
만약 청정실의 장비를 업그레이드하는 작업을 해본 적이 있다면, 열을 공급하는 과정이 얼마나 번거로운지 잘 알 것입니다. 이 과정은 항상 시간이 많이 걸리는 부분입니다.
대부분의 구식 공장들은 여전히 핫에어 순환 방식을 사용합니다. 문제는 이 방식이 두 단계로 이루어진다는 점입니다. 먼저 공기를 가열한 다음, 그 열이 웨이퍼까지 전달되기를 기다려야 합니다. 이 방식은 매우 느리고 비효율적입니다. 게다가, 마감일을 맞추려 할 때는 정말 짜증나는 일입니다.
그래서 우리 중 많은 사람들이 단파 적외선(SWIR) 난방 방식으로 전환하고 있습니다. 이 방식은 중간 단계를 생략할 수 있습니다.
공기를 가열하는 것을 그만두세요.
핫에어 방식은 대류를 이용하는데, 이는 결국 공기가 충분히 따뜻해져서 웨이퍼에 닿기를 기다리는 것과 같습니다. 반면 적외선 방식은 공기에 신경 쓰지 않고, 전자기파를 이용해 에너지를 직접 웨이퍼에 전달합니다. 그러므로 방 전체를 가열할 필요가 없으며, 스위치를 켠 직후 곧바로 원하는 온도에 도달할 수 있습니다.
더 많은 웨이퍼 처리, 더 적은 공간 사용
적외선 방식을 사용하면 난방 영역을 훨씬 작게 만들 수 있습니다. 열이 집중되기 때문에, 안정적인 온도를 유지하기 위해 크고 무거운 대류 챔버가 필요하지 않습니다. 이로 인해 공장 내부의 공간을 상당히 절약할 수 있습니다.
하지만 가장 큰 장점은 속도입니다. 10분이 걸리던 가열 과정을 2분으로 줄일 수 있다고 상상해보세요. 그렇게 되면 새로운 기계를 구입하거나 설치할 필요 없이도 시간당 훨씬 더 많은 웨이퍼를 처리할 수 있습니다.
현실적인 고려사항
물론 적외선 방식도 완벽한 해결책은 아닙니다. 몇 가지 단점이 있습니다. 열이 특정 방향으로만 전달되기 때문에, 웨이퍼의 모양이 복잡하거나 깊은 곳이 있다면 적외선이 모든 부분에 닿지 않을 수 있습니다. 그런 경우에는 대류를 활용해 부족한 부분을 보완해야 합니다.
또한 주의해야 할 점은, 고출력 램프는 단자 부분이 매우 뜨거워질 수 있다는 것입니다. 24시간 연속으로 사용한다면, 배선이나 냉각 팬에 충분한 관심을 기울여야 합니다. 그렇지 않으면 커넥터가 손상되거나 예기치 않은 가동 중단이 발생할 수 있습니다.