왜 진공 상태에서의 적외선 가열이 무연 표준용으로 적합한지
반도체 산업은 ‘친환경적이고 무연인’ 건조 방식을 추구하고 있습니다. 오랫동안 우리는 대류식 오븐을 사용해왔습니다. 이는 사실상 엄청난 양의 공기를 가열하는 방식입니다. 하지만 이는 에너지 낭비일 뿐만 아니라, 공기 중의 미세 입자들이 웨이퍼에 달라붙을 가능성도 있습니다.
그래서 우리는 진공 상태에서 작동하는 적외선 히터로 전환했습니다. 이 방식이야말로 문제를 해결해줍니다.
물리학적 원리
진공 상태에서는 공기를 이용해 열을 전달할 수 없습니다. 공기가 없기 때문에, 우리는 오직 복사열에 의존해야 합니다. 적외선 히터는 전자기파를 방출하여 기판 자체를 직접 가열합니다. 공기가 순환하지 않으므로 복잡한 과정도 필요 없습니다.
전체 챔버를 가열하는 대신 제품 자체를 직접 가열하기 때문에 에너지 낭비가 없습니다. 가열 속도도 매우 빠릅니다. 바로 이런 이유로 요즘에는 에너지 절약을 위해 적외선 히터가 선호됩니다.
무연 소재 처리
무연 납땜재나 접착제를 다룬 경험이 있다면, 그것들이 까다롭다는 것을 알 것입니다. 일반적으로 이러한 소재들은 더 높은 온도와 더 정확한 온도 조절이 필요합니다.
우리는 그러한 조건들을 충족시키도록 히터를 설계합니다. 게다가 적외선 히터를 사용하면 연소 가스나 유해한 VOC가 발생하지 않아 깨끗합니다. 화학적 잔여물로 인해 클린룸이 오염되는 일도 없습니다.
어려운 점들 (공학적 고려사항)
물론 모든 것이 완벽한 것은 아닙니다. 몇 가지 문제가 있을 수 있습니다.
첫째, 고강도 적외선 히터는 많은 전력을 소모합니다. 속도를 높이기 위해 고출력 히터를 사용할 경우, 제어 시스템이 매우 정확해야 합니다. 정밀한 PID 조절이 필요하며, 그렇지 않으면 웨이퍼가 너무 빨리 과열될 수 있습니다.
둘째, 히터 주변의 진공 밀폐 구조도 문제가 될 수 있습니다. 히터 주변의 진공 밀폐 구조가 제대로 작동하지 않으면 진공 상태가 깨져서 일관된 가열 효과를 얻을 수 없습니다.