왜 우리는 강제 공기 순환 방식 대신 금 반사체를 사용하는 적외선 가열 방식을 채택하는가?
반도체 처리 분야에서 시간은 단순한 척도가 아니라, 바로 비용입니다. 부품이 한 번의 처리 과정에 더 많은 시간을 보낼수록, 그만큼 비용이 증가합니다.
많은 공장들은 여전히 열공기 순환 방식을 사용하고 있습니다. 물론 이 방식도 효과적이긴 하지만, 점점 더 많은 사람들이 금 반사체와 함께 사용되는 적외선 조명을 사용하여 처리 시간을 크게 단축하고 있습니다.
열을 전달하는 방식의 차이
열공기 방식의 경우, 먼저 공기를 가열해야 하며, 그 다음에 그 공기가 부품에 열을 전달할 때까지 기다려야 합니다. 항상 지연이 발생합니다. 반면, 적외선 방식은 전자기파를 이용하기 때문에 공기와 같은 ‘중간 매개체’가 필요 없습니다. 에너지가 직접 부품에 전달됩니다. 즉, 빛의 속도로 에너지가 전달된다는 것입니다.
그렇다면 왜 금을 사용하는가?
금 반사체를 사용하는 이유는 금이 적외선을 효과적으로 반사하기 때문입니다. 일반 알루미늄 반사체를 사용하면 에너지가 기계의 본체로 낭비됩니다. 반면, 금은 그 열을 다시 부품으로 되돌려보냅니다. 이를 통해 몇 초 만에 목표 온도에 도달할 수 있습니다.
생산성에 미치는 영향
대류식 오븐 대신 금 반사체를 사용하는 적외선 시스템을 사용하면, 처리 시간이 크게 줄어듭니다. 거의 즉각적으로 가열 및 냉각이 이루어집니다. 이를 통해 열 처리 과정을 더욱 정확하게 제어할 수 있습니다. 반도체 처리에 있어서 이는 매우 중요한 요소입니다. 완벽한 결과를 얻을 수 있는지, 아니면 웨이퍼가 손상되거나 화학물질이 변질되는지의 차이가 생깁니다.
단점
적외선 방식은 빠르긴 하지만, 특정 방향으로만 열이 전달됩니다. 부품의 형태가 복잡하거나 이상한 경우, ‘차가운 부분’이 생길 수 있습니다. 열이 직선으로 전달되기 때문에, 램프가 특정 부분을 볼 수 없으면 그 부분은 계속 차가운 상태로 남습니다. 팬을 사용해 열을 주입하는 것도 불가능합니다. 램프를 어디에 배치할지 신중하게 결정해야 합니다.
또한, 이러한 램프는 엄청난 양의 열을 방출합니다. 적절한 환기가 이루어지지 않으면 센서가 손상되거나 램프가 너무 빨리 고장날 수 있습니다.
제 조언은, PID 컨트롤러와 함께 사용하는 것입니다. 이를 통해 설정된 온도를 넘어서는 것을 방지하고, 전체 과정을 안정적으로 유지할 수 있습니다.