왜 클린룸에서 적외선을 이용하는가?
반도체 공장에서 작업할 때 “깨끗함”은 단순한 목표가 아니라 모든 것을 결정짓는 요소입니다. 아주 작은 양의 잔여물이나 불필요한 입자라도 전체 제품의 품질을 망칠 수 있습니다.
오랫동안 사람들은 대류식 오븐을 사용해왔습니다. 하지만 문제는 그런 오븐들이 단순히 강제로 공기를 순환시킬 뿐이라는 점입니다. 웨이퍼가 실제로 따뜻해지기 전에 이미 엄청난 양의 전력이 낭비됩니다. 게다가 공기를 순환시키는 과정에서 먼지가 발생할 가능성도 있습니다.
그래서 우리는 적외선을 이용합니다. 즉, 공기의 역할을 없애버리는 것입니다.
부품을 가열하는 것이지, 방 전체를 가열하는 것이 아닙니다.
추운 날에 햇볕 아래 서 있는 것을 생각해보세요. 주변 공기가 매우 차가워도 금방 열을 느낄 수 있습니다. 적외선도 마찬가지입니다. 에너지가 직접 기판으로 전달됩니다.
정밀도가 높기 때문에, 기존의 용매나 납 성분이 포함된 화학물질을 사용할 필요가 없습니다. 단지 사용하는 포토레지스트나 접착제의 파장에 맞게 조절하기만 하면 되며, 몇 초 만에 목표 온도에 도달할 수 있습니다. 정말 빠릅니다.
전력 비용과 위험을 줄일 수 있습니다.
대부분의 가열 장치는 항상 작동 상태에 있어서 전력 낭비가 심합니다. 반면 적외선 램프는 즉시 작동하기 시작합니다. 웨이퍼가 위치에 들어가는 순간만 작동하도록 설정할 수 있습니다. 그러면 전력 소비가 현저히 줄어듭니다. 또한 연소나 공기 순환이 일어나지 않으므로, 클래스 10급 클린룸의 청결도가 유지됩니다.
하지만 쉽지는 않습니다.
적외선의 강한 열기로 인해 웨이퍼가 변형될 수 있습니다. 웨이퍼가 얇거나 고온을 견디지 못한다면 문제가 생깁니다. 이를 방지하기 위해서는 정확한 PID 컨트롤러와 폐쇄 루프식 온도 센서가 필요합니다.
저는 보통 램프를 주기적으로 꺼주는 방법을 권장합니다. 계속 100%로 작동시키는 대신, 잠시만 꺼주면 됩니다. 이렇게 하면 열분포를 조절할 수 있고 하드웨어도 보호할 수 있습니다.
결국, 적외선을 사용하는 것은 단순히 친환경적인 방법이 아니라, 작업 시간을 단축하고 유해한 화학물질을 없애는 효과적인 방법입니다. 적절한 배선과 냉각 시스템만 잘 갖춘다면, 이것이 가장 깨끗한 작업 방식입니다.