왜 클린룸에서는 적외선을 이용한 경화 방식을 사용하는가?
반도체 공장에서 일할 때 “청결”은 단순한 목표가 아니라 모든 것을 결정하는 요소입니다. 웨이퍼에 먼지나 이물질이 조금이라도 남아 있으면 안 됩니다.
오랫동안 사용되어 온 방식은 대류 오븐이었습니다. 하지만 문제점이 있었습니다. 대류 오븐은 그냥 뜨거운 공기를 주변으로 불어넣는 방식일 뿐입니다. 그 공기 속에는 미세한 입자들이 포함되어 있으며, 거대한 금속 상자를 뜨겁게 유지하기 위해 필요한 전력량도 엄청납니다.
그래서 우리는 적외선 히터를 사용하게 되었습니다. 공기를 가열하는 대신, 적외선은 에너지를 직접 기판에 전달합니다.
실제 작동 원리
추운 날에 햇볕 아래에 서 있는 것을 생각해보세요. 먼저 공기가 따뜻해지는 것을 느끼는 것이 아니라, 피부에 열이 바로 전달됩니다. 적외선도 마찬가지입니다. 광선이 기판에 닿아 분자들이 진동하면서 즉시 열이 발생합니다.
매우 빠릅니다. 정말 빠르죠.
뜨거운 공기를 웨이퍼 위로 불어넣지 않기 때문에, 교차 오염의 위험이 훨씬 줄어듭니다. 게다가 환경에도 훨씬 친환경적입니다. 유해한 VOC를 배출하는 기존의 연료 기반 시스템을 버리고, 이제는 그런 문제 없이 작업할 수 있습니다.
도전 과제
보통 우리는 단파나 중파 적외선 램프를 사용합니다. 포토레지스트를 수초 내에 건조시키거나 수지를 경화시켜야 한다면, 단파가 가장 효과적입니다.
하지만 주의해야 합니다. 성능을 높이려고 무작정 와트수를 높이면 “열점”이 생기거나, 심한 경우 기판이 손상될 수도 있습니다. 따라서 램프와 웨이퍼 사이의 거리를 적절히 조절해야 합니다. 우리는 PID 컨트롤러와 정밀 센서를 사용하여 안정적인 작동을 유지하고, 값비싼 부품들이 손상되는 것을 막습니다.
비즈니스 측면에서의 장점
가장 큰 장점은 바로 전기 요금입니다. 더 이상 상자 안의 공간을 데우는 데 에너지를 낭비하지 않고, 그 에너지를 정확히 부품에 사용할 수 있습니다. 대부분의 기존 대류식 장비와 비교해도 교체하기가 어렵지 않습니다. 공간도 절약되고, 에너지 비용도 줄어듭니다. 게다가 글로벌 공급망의 규칙을 준수하면서도 복잡한 고민을 할 필요가 없습니다.