왜 우리가 기존의 오븐 대신 적외선을 이용하는가?
오랫동안 반도체 제조에는 거대한 대류식 오븐이 사용되어 왔습니다. 하지만 솔직히 말해서, 그런 오븐들은 이제 구식이 되어가고 있습니다. 우리는 이제 적외선을 이용한 치료 방식으로 전환하고 있습니다. 그 이유는 바로 오늘날 모두가 추구하는 ‘친환경적이고 납이 없는’ 처리 방식을 실현할 수 있기 때문입니다.
대류식 오븐은 공기를 가열한 다음 그 열기가 웨이퍼를 가열하는 방식입니다. 하지만 이는 에너지 낭비일 뿐입니다. 반면 적외선은 전자기파를 이용하기 때문에, 중간 단계가 필요 없습니다. 광자들이 직접 포토레지스트나 용매층에 도달하여 즉시 반응을 일으킵니다. 가장 좋은 점은, 예전에 흔히 사용되던 유해한 촉매제나 납 함유 안정제를 더 이상 사용할 필요가 없다는 것입니다.
보통은 단파 적외선을 사용합니다. 이 방식이 가장 효과적입니다. 열이 매우 강력하고 빠르게 전달되기 때문에, 웨이퍼가 가열 구역에 머무는 시간이 훨씬 줄어듭니다. 램프 아래에 머무는 시간이 줄어들면 에너지 비용도 줄어듭니다. 그게 전부입니다.
하지만 문제는 엔지니어링 측면입니다. 그냥 기존의 히터를 빼고 적외선 램프를 설치할 수는 없습니다. 그렇게 하면 안 됩니다. 이러한 램프들은 엄청난 양의 열을 발생시키므로, 장비가 그 열을 견딜 수 없으면 센서가 손상되거나 전자 부품이 파괴될 수 있습니다. 따라서 다른 하드웨어가 손상되지 않도록 효과적인 냉각 시스템이 필요합니다.
또한 ‘과도한 가열’ 문제도 있습니다. 컨베이어 벨트의 속도가 너무 느리면 얇은 웨이퍼가 비틀어질 수 있습니다. 따라서 적절한 출력과 속도를 조절하여 열원이 적절한 수준으로 유지되도록 해야 합니다.
적외선을 사용하는 장점은 연소 가스가 배출되지 않는다는 것입니다. 가열 요소에서 VOC가 발생하지도 않습니다. 건조 시간을 분에서 초로 줄이면 탄소 발자국도 줄어듭니다. 이는 에너지를 많이 소모하고 청정실을 사우나처럼 만드는 구식 가열 방식을 대체할 수 있는 훌륭한 방법입니다.