왜 웨이퍼의 경화 공정에 적외선 기술을 사용하는가?
최근에는 적외선을 이용한 경화 방식이 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 그 이유는 당연합니다. 우리는 용매를 사용하는 가열 방식과 그로 인해 발생하는 엄청난 탄소 배출량을 줄이고자 합니다. 클린룸에서 “환경 친화적”이나 “무납”이라는 표현은 단순한 마케팅용 문구가 아니라 실제로 필요한 조건입니다. 적외선 기술은 전자기파를 직접 웨이퍼 표면으로 보내어 작업을 수행합니다. 중간 매개체가 필요 없죠.
직접적인 가열의 비결
일반적인 대류식 오븐을 생각해보세요. 오븐은 공기를 가열한 다음, 그 공기가 부품을 가열합니다. 이 방식은 비효율적이며 에너지 낭비가 심합니다.
적외선 램프는 다릅니다. 이 램프는 짧은 파장의 복사선을 방출하여 웨이퍼 표면에 직접 에너지를 전달합니다. 이를 ‘직접적인 에너지 전달’이라고 합니다. 체임버 내의 모든 공간을 가열하려고 하지 않으므로, 열이 거의 즉시 전달됩니다. 매우 빠른 속도죠. 이렇게 해서 속도를 희생하지 않으면서도 에너지를 절약할 수 있습니다.
거리와 열량의 균형
문제는 바로 여기에 있습니다. 제가 아는 대부분의 엔지니어들은 램프와 웨이퍼 사이의 안전한 거리를 결정하는 데 어려움을 겪습니다.
램프를 너무 가까이 설치하면 웨이퍼의 일부가 과열될 수 있습니다. 반대로 너무 멀리 떨어뜨리면 열량이 줄어들어 처리 속도가 느려집니다.
따라서 램프의 에너지 밀도와 웨이퍼의 열용량 사이의 균형을 맞춰야 합니다. 고강도 램프는 속도를 높이는 데 유용하지만, 냉각 시스템에 큰 부담을 줍니다. 만약 냉각 시스템이 주변의 열을 감당하지 못한다면, 램프는 예상보다 훨씬 빨리 고장날 것입니다.
더 깨끗한 작업 방식
가장 좋은 점은 적외선 경화 방식이 건식 공정이라는 것입니다. 화학 촉매나 납 성분이 들어간 안정제를 사용할 필요가 없습니다. 유해한 물질도 발생하지 않습니다. 그저 램프를 연결하고 타이머를 설정하기만 하면 됩니다. 이는 기존의 복잡한 열처리 시스템을 대체할 수 있는 간단하고 깨끗한 방법입니다.