왜 진공 IR 가열이 반도체 제조 분야에서 인기를 얻고 있는가?
솔직히 말해서, 전통적인 대류식 오븐들은 이제는 구식으로 여겨지고 있습니다. 우리 대부분은 그런 오븐들을 버리고 진공 챔버형 IR 가열기로 전환하고 있습니다. 이는 단순히 ‘무연’이나 에너지 절약과 같은 이유 때문만이 아닙니다. 기존의 방식은 효율성이 매우 낮기 때문입니다.
생각해보세요. 뜨거운 공기를 사용할 경우, 웨이퍼에 열을 전달하기 위해 엄청난 양의 에너지가 소모됩니다. 이는 낭비일 뿐입니다. 반면 IR 가열은 중간 단계를 생략합니다. 전자기파를 이용해 작업을 수행하기 때문입니다.
진공 IR의 마법
공기를 제거하면 상황이 훨씬 좋아집니다. 공기가 없으면 산화도 일어나지 않으며, 공기 중의 유해 물질들도 기판에 달라붙지 못합니다. IR 램프는 광자를 발사하여 접착제나 포토레지스트의 특정 흡수대에 에너지를 전달합니다. 그래서 열은 정확히 필요한 곳, 즉 제품 자체에 전달됩니다.
매우 빠릅니다. 정말 빠르죠. 몇 초 만에 목표 온도에 도달할 수 있습니다. 이는 에너지 비용과 작업 시간 면에서 큰 이점입니다.
친환경적인 방식
기존의 경화 방식은 화학 용제나 고온을 사용하여 VOC를 공기 중으로 방출합니다. 아무도 그런 것을 원하지 않습니다. IR 경화 방식은 ‘건조한’ 과정입니다. 독소나 가스를 배출하지 않는 석영 램프를 사용하기 때문입니다.
또한 PWM(펄스 폭 변조)을 이용해 IR을 조절하기 때문에, 저항식 히터에서 나타나는 온도 상승 문제도 없습니다. 거대한 오븐을 일정한 온도로 유지하기 위해 에너지를 낭비할 필요가 없습니다. 부품이 빛에 노출될 때만 에너지를 사용하면 됩니다. 간단하죠.
실제 사용 시의 고려사항
물론 모든 것이 순조로운 것은 아닙니다. 고강도 IR 램프는 램프 주변 부분에서 매우 뜨거워집니다. 진공 상태에서는 공기가 없어 그 열을 식힐 수 없으므로 대류를 이용할 수 없습니다. 따라서 램프 하우징을 위한 전용 수냉 장치가 필요합니다. 램프의 실제 와트수에 맞게 냉각 장치를 설정하지 않으면, 필라멘트가 너무 빨리 손상될 수 있습니다.
즉, 방사선의 강도는 충분해야 하지만, 챔버의 밀폐성도 고려해야 합니다. 만약 밀폐성이 떨어지면 문제가 생길 수 있습니다.