적외선과 강제 대류의 비교: 진공 환경에서의 실제 적용 가능성
만약 뜨거운 공기를 이용하는 방식에서 진공 환경에 적합한 적외선 히터로 전환해보려 한 적이 있다면, 그것이 열 관리 방식을 완전히 바꾼다는 것을 알게 될 것입니다.
강제 대류의 경우, 열을 전달하기 위한 매체가 필요합니다. 하지만 진공 상태에서는 그러한 매체가 존재하지 않습니다. 공기가 없으므로 웨이퍼에 열을 전달할 수도 없습니다. 이때 적외선이 필요합니다. 적외선은 전자기파를 이용해 직접 목표물에 열을 가합니다. 중간 매개체가 필요 없습니다.
시간은 항상 소중하다
뜨거운 공기를 이용하는 시스템은 반응이 느립니다. 엄청난 열 저항 때문에, 챔버가 안정될 때까지 몇 분, 때로는 몇 시간을 기다려야 합니다. 이는 매우 비효율적입니다.
반면 적외선 히터는 거의 즉시 반응합니다. 준비 시간이 몇 분에서 몇 초로 줄어듭니다. 생산량을 늘리고 싶다면, 방 전체를 따뜻하게 하지 않고도 특정 부분만 빠르게 가열할 수 있어야 합니다. 그래야만 공정이 멈추는 것을 막을 수 있습니다.
클린룸에서의 올바른 사용법
물론, 아무 램프나 사용할 수는 없습니다. 진공 환경에 적합한 적외선 램프는 특수한 석영과 필라멘트를 사용해야 합니다. 왜냐하면 불순물이 발생하면 클린룸 환경이 망가질 수 있기 때문입니다. 우리는 고품질의 재료를 사용하여 진공 상태를 유지합니다. 가장 좋은 점은, 작은 크기로도 엄청난 양의 에너지를 공급할 수 있다는 것입니다. 웨이퍼의 특정 부분만 정확하게 가열할 수 있으므로, 중심부는 여전히 차가운 상태로 남습니다.
단점도 있습니다
적외선도 마법 같은 해결책은 아닙니다. 열이 너무 빠르게 전달되기 때문에, 과도하게 가열하면 재료가 손상될 수 있습니다. PID 컨트롤러가 제대로 작동해야 합니다. 센서가 느리다면 온도가 과도하게 상승하여 전체 제품이 폐기될 수 있습니다. 이는 큰 문제입니다.
또한, 냉각 시스템도 충분히 강력해야 합니다. 열을 빠르게 제거해야 하기 때문입니다. 그렇지 않으면 가열하는 데 들인 시간이 냉각하는 데 다시 소모됩니다.