왜 방향성이 있는 적외선 가열이 UHP 반도체 제조에 중요한가?
대부분의 가열 요소들은 열을 모든 방향으로 방출합니다. 즉, 360도로 에너지가 퍼져나가는 것이죠. 반도체 제조 과정에서 이는 큰 문제가 됩니다. 결국 기계의 내부 벽면을 가열하는 데 많은 에너지가 낭비되고, 실제로 가열해야 할 부품에는 열이 제대로 전달되지 않습니다. 게다가 이로 인해 기계의 외부가 위험할 정도로 뜨거워집니다.
우리는 다른 방식을 사용합니다. 방향성을 가진 UHP 적외선 램프를 사용함으로써, 열을 정확하게 원하는 곳, 즉 웨이퍼나 기판 위에 집중시킵니다.
작동 원리
램프를 사용하는 것과 비슷하지만, 특수한 반사기와 석영 커버를 사용하여 기계 전체가 뜨거워지는 현상을 막습니다. 공기나 금속 외관이 뜨거워지는 대신, 적외선 에너지가 직접 목표물에 도달합니다. 그렇게 하면 필요한 속도로 온도가 상승하지만, 기계의 외부는 안전한 상태를 유지할 수 있습니다.
‘깨끗한’ 환경
클린룸에서는 아주 작은 오염도라도 모든 것을 망칠 수 있습니다. 그래서 우리는 고순도의 합성 석영을 사용합니다. 이를 통해 금속 이온이나 이상한 입자들이 고온 상태에서 밖으로 빠져나오는 것을 방지할 수 있습니다. 또한, 필라멘트의 출력도 엄격하게 조절하여 모든 구역의 온도가 일정하게 유지됩니다.
단점
하지만 열이 너무 집중되기 때문에, 가열되는 재료도 훨씬 심한 영향을 받습니다. PID 컨트롤러의 설정이 제대로 되어 있지 않으면, 온도가 과도하게 상승하거나 불필요한 과열이 발생할 수 있습니다. 따라서 램프의 위치와 냉각 시스템이 서로 잘 연동되도록 해야 합니다.
안전성
열이 기계의 외부로 빠져나가는 것을 막으면, 전력 비용을 절약할 수 있을 뿐만 아니라, 기계의 외부도 시원하게 유지됩니다. 이로 인해 작업자가 갑작스러운 수동 수리나 정기적인 유지보수를 할 때 화상을 입는 위험도 줄어듭니다. 그뿐만 아니라, 기계의 전체적인 열 관리도 훨씬 용이해집니다.