웨이퍼를 가열할 때는 열이 필요하지만, 그 열을 정확하게 조절해야 합니다. 하지만 단순히 에너지를 웨이퍼에 직접 가하는 것만으로는 부족합니다. 특히 깨끗하고 친환경적인 공정을 원한다면 더욱 그렇습니다.
그래서 우리는 고반사율의 IR 반사기와 함께 사용되는 단파 램프를 활용합니다. 이 방식은 대류 오븐과는 전혀 다릅니다. 대류 오븐은 마치 거대한 토스터처럼 전체 챔버를 가열하는 반면, IR은 웨이퍼 표면에 직접 열을 전달합니다.
왜 반사기가 중요한가?
사실, 단독으로 사용되는 가열 램프는 효율이 매우 낮습니다. 에너지가 360도로 방출되기 때문입니다. 반사기가 없다면, 기계의 프레임을 가열하는 데 에너지의 절반이 소모됩니다. 이는 에너지를 제대로 활용하지 못하는 방식입니다.
우리는 그러한 낭비되는 에너지를 잡아내어 다시 웨이퍼에 반사시키도록 반사기를 설계합니다. 이렇게 하면 열 흐름이 증가하여 가열 시간이 줄어듭니다. 목표 온도에 더 빨리 도달할 수 있으며, 그 결과 웨이퍼당 사용되는 에너지도 줄어듭니다. 간단하죠.
자세한 내용: 재료와 열
우리는 고순도 알루미늄이나 금으로 코팅된 표면을 사용합니다. 이러한 재료들이 단파 IR을 가장 효과적으로 반사하기 때문입니다.
하지만 형태는 매우 정확해야 합니다. 만약 곡률이 몇 밀리미터만큼이라도 틀어지면, 과열이 발생할 수 있습니다. 그렇게 되면 웨이퍼가 고르게 가열되지 않거나, 심한 경우 변형될 수도 있습니다.
또한 허용 오차도 신중하게 고려해야 합니다. 이러한 램프들은 매우 뜨거워집니다. 반사기가 적절히 환기되지 않거나 열 팽창을 견딜 수 없다면, 반사기가 변형될 수 있습니다. 그렇게 되면 초점이 흐트러져 생산성이 떨어집니다.
무납 처리의 장단점
IR을 사용하면 유기 용제를 사용한 가열 방식이나 납이 포함된 가열 매체를 사용할 필요가 없습니다. 깨끗하고 건조한 공정입니다. 스위치를 누르기만 하면 즉시 열이 발생하며, 배출물도 없습니다.
하지만 이것이 마법은 아닙니다. 몇 가지 단점도 있습니다.
IR은 매우 정확하지만, 강제 대류 오븐처럼 균일한 가열 효과는 없습니다. 램프와 웨이퍼 사이의 거리나 반사기의 각도를 조절해야 합니다. 그렇지 않으면 웨이퍼의 가장자리가 손상될 수 있습니다.
주의할 점은, 초점 거리를 조절하지 않고 전력을 너무 높게 설정하면 특정 부분이 과열될 수 있다는 것입니다. 완벽한 결과를 얻으려면 약간의 섬세한 조절이 필요합니다.