적외선 가열 vs. 뜨거운 공기 가열: 웨이퍼가 온도에 도달할 때까지 기다리는 것을 그만두세요.
여전히 많은 반도체 제조 공장들이 웨이퍼를 가열하기 위해 뜨거운 공기를 사용하고 있습니다. 이는 구식 방법이며, 솔직히 말해서 효율성이 형편없습니다.
문제는 열 전달 속도가 너무 느리다는 점입니다. 공기는 열을 전달하는 데 매우 부적합합니다. 그래서 웨이퍼가 설정된 온도에 도달할 때까지 오랜 시간을 기다려야 합니다. 마치 생산 시간이 지나가는 동안 그저 기다리는 것과 같습니다.
기다리는 것의 진짜 비용
적외선 가열 방식은 중간 단계를 생략합니다. 공기를 이용해 열을 전달하는 대신, 적외선은 에너지를 직접 웨이퍼에 전달합니다. 이 과정은 빛의 속도로 일어납니다.
처리 과정에서 이 방식을 사용하면 처리 시간이 몇 분에서 몇 초로 줄어듭니다. 더 이상 대량의 공기를 이용해 열을 전달할 필요가 없습니다. 따라서 한 번에 처리할 수 있는 웨이퍼의 수도 늘어납니다.
하지만 모든 문제가 해결되는 것은 아닙니다
적외선 가열도 모든 문제를 해결할 수는 없습니다. 강력한 열을 발생시키기 때문에, 램프의 위치가 잘못되면 웨이퍼에 과열 부분이 생길 수 있습니다.
램프의 위치와 거리를 정확히 조절해야 합니다. 그렇지 않으면 웨이퍼가 손상될 수 있습니다.
보통은 단파 적외선을 사용하는데, 이는 표면에 더 빨리 열을 전달하기 때문입니다. 하지만 고출력 램프는 많은 전력을 소모합니다. 시스템이 작동할 때 발생하는 전력 부하를 감당할 수 있는 전력 공급 장치가 필요합니다. 그렇지 않으면 다른 문제가 생길 수 있습니다.
전환하는 방법
공기 가열에서 적외선 가열로 전환하는 것은 단순히 히터를 교체하는 것만으로는 안 됩니다. PID 컨트롤러도 조정해야 합니다.
적외선은 거의 즉시 반응하기 때문에, 느린 공기 가열 방식으로 설정된 값들은 시스템이 목표 온도를 초과하게 만들 수 있습니다. 낡은 논리로는 이를 처리할 수 없습니다.
또한 센서도 다시 조정해야 합니다. 웨이퍼 주변의 공기 온도를 측정하는 대신, 웨이퍼 표면 자체의 온도를 측정해야 합니다. 연결과 조정이 완료되면, 공간도 줄어들고 처리 속도도 훨씬 빨라집니다.