오븐의 벽을 가열하는 것을 그만두고, 웨이퍼를 직접 가열해 보세요.
만약 반도체 제조에 표준적인 대류식 오븐을 사용해본 적이 있다면, 그 과정이 어떤지 잘 알 것입니다. 공기를 가열하다 보니 오븐의 내부 전체가 거대한 라디에이터 역할을 하게 됩니다. 이는 에너지 낭비일 뿐만 아니라, 주변에 있는 사람들에게는 안전상의 위험도 있습니다.
우리는 더 나은 방법이 있다고 생각했습니다. 모든 것을 가열하는 대신, 방사형 적외선을 이용해 열을 정확히 필요한 곳에 집중시키는 것입니다.
실제 작동 원리
이것을 오븐이라기보다는 손전등에 비유할 수 있습니다. 표준적인 코일은 방 전체를 따뜻하게 만들 뿐입니다. 반면 적외선 램프는 전자기파를 직선으로 방출합니다. 그 에너지는 공기와 상관없이 목표물에 도달할 때까지 계속 이동합니다.
가장 좋은 점은 오븐의 벽이 차가운 상태로 유지된다는 것입니다. 더 이상 “벽이 뜨거워지는” 문제도 없습니다. 에너지가 바로 부품에 전달됩니다.
장비와 설치 방식
열이 얼마나 깊이 침투해야 하는지에 따라, 우리는 보통 단파나 중파 석영 램프를 사용합니다. 이러한 램프는 공간을 많이 차지하지 않아, 공간이 좁은 클린룸에서도 유용합니다.
하지만 진짜 장점은 속도입니다. 열 전달에 지연이 전혀 없습니다. 스위치를 켜면 몇 초 만에 목표 온도에 도달합니다. 공기가 따뜻해질 때까지 기다릴 필요가 없습니다.
또한, 가스를 배출하지 않는 재료를 사용하여 클린룸 환경을 유지합니다. 게다가 램프를 반사체 안에 넣어 열이 기계의 프레임으로 퍼지는 것을 막습니다.
단점들
물론 완벽한 방법은 없습니다. 이 장비는 정밀한 도구이므로, 그냥 설정해두고 잊어버릴 수 있는 장비가 아닙니다.
열이 직선으로 이동하기 때문에, 부품의 형태가 복잡하다면 차가운 부분이 생길 수 있습니다. 따라서 설계 단계에서 열이 전달되는 위치를 신중하게 계획해야 합니다.
또한 정확도도 매우 중요합니다. 램프가 몇 밀리미터만 잘못 위치해도 웨이퍼가 고르게 가열되지 않습니다. 고정용 브래킷도 매우 견고해야 합니다. 진동이나 변형이 있으면 열 분포가 망가집니다.