왜 더 이상 낭비적인 방식을 사용해야 할까? 반도체 제조 공정에서의 적외선과 강제 공기 순환 방식의 비교
반도체 제조 공정에 종사해본 사람이라면 잘 알고 있겠지만, 이는 끊임없는 시간과의 싸움이자, 작업 환경을 깨끗하게 유지하기 위한 끝없는 노력이 필요합니다.
오래된 생산 라인들은 여전히 온도를 일정하게 유지하기 위해 강제 공기 순환 방식을 사용합니다. 거대한 송풍기가 청정 실 내부로 뜨거운 공기를 보내어 부품의 온도를 높이는 방식입니다. 하지만 이 방식은 비효율적입니다. 공기는 열을 효과적으로 전달하지 못하기 때문에, 공정을 시작하기 전에 공기가 안정될 때까지 몇 분을 낭비해야 합니다.
바로 여기서 적외선이 변화를 가져옵니다.
적외선은 중간 매개체가 필요 없습니다. 부품을 가열하기 위해 공기를 데울 필요가 없습니다. 대신, 전자기파를 직접 부품에 전달합니다.
즉, 즉각적으로 작동합니다. 전체 실내를 가열하는 데 에너지를 낭비할 필요가 없으며, 오직 부품만을 가열하면 됩니다. 이로 인해 몇 분이 걸리던 준비 시간이 몇 초로 줄어듭니다. 대량 생산을 하는 경우, 각 주기당 30초를 절약한다면 하루에 처리할 수 있는 웨이퍼의 양이 크게 증가합니다.
게다가, 청정 실 환경도 고려해야 합니다. 강제 공기 순환 방식은 오염을 유발합니다. 송풍기로 인해 먼지가 발생하고, 필터도 막힙니다. 환경을 안정적으로 유지하기 위해 HVAC 시스템을 관리하는 데 많은 시간이 듭니다.
적외선은 다릅니다. 움직이는 부품이 없으며, 바람이나 소용돌이도 없습니다. 이러한 장치들은 크기가 작아서, 실내의 층류 흐름을 방해하지 않으면서 원하는 위치에 설치할 수 있습니다.
물론, 완벽한 해결책은 아닙니다. 장점이 있으면 단점도 있습니다. 적외선은 매우 빠르지만, 방향성이 있습니다. 뜨거운 공기를 이용하는 것처럼 부품을 감싸는 것은 불가능합니다. 부품의 형태가 복잡하거나 구멍이 있다면, 온도가 고르지 않을 수 있습니다.
그래서 방출기를 어디에 배치할지 신중하게 결정해야 합니다. 각도나 거리를 잘못 설정하면, 표면이 타버리고 내부는 여전히 차가울 수 있습니다. 정확한 PID 컨트롤러가 필요합니다.
약간의 계획이 필요하지만, 속도와 청결도 면에서 볼 때 그만한 가치가 있습니다.