반도체 생산 과정에서 적외선을 활용한 치료 기술로 환경을 보호하기
솔직히 말해서, 전통적인 대류식 오븐들은 엄청난 양의 에너지를 소비하는 장치에 불과합니다. 반도체 산업에서는 ‘무납화’와 ‘친환경적인 방식’을 추구하고 있지만, 웨이퍼를 건조시키기 위해 엄청난 양의 공기를 가열하는 것은 시간과 비용의 낭비입니다.
그래서 점점 더 많은 사람들이 적외선을 활용한 치료 방식으로 전환하고 있습니다. 방 전체를 가열하는 대신, 직접 웨이퍼 자체를 가열하는 것입니다.
왜 에너지를 절약할 수 있을까요?
일반적인 건조 오븐의 경우, 벽면, 공기, 밀폐 부분 등 모든 곳을 가열해야 합니다. 이는 비효율적입니다.
반면 적외선은 전자기파를 이용해 에너지를 직접 포토레지스트나 접착제에 전달합니다. 이를 ‘선택적 가열’이라고 하는데, 간단히 말해 실제로 가열이 필요한 부분만 가열하는 것입니다.
가장 좋은 점은, 가열 시간이 몇 시간에서 몇 초로 줄어든다는 것입니다. 정말 빠릅니다. 그리고 이로 인해 웨이퍼당 발생하는 전력 비용도 크게 줄어듭니다.
독성 물질 제거
무납 기준을 충족시키는 것은 까다롭습니다. 온도 조절 범위가 매우 좁기 때문입니다. 조금이라도 온도가 넘어가면 회로가 손상되거나 납땜 부분에 문제가 생깁니다.
적외선을 사용하면 파장을 선택할 수 있으므로, 화학물질이 필요로 하는 정확한 온도를 맞출 수 있습니다. 이는 열풍을 사용할 때는 불가능한 정밀도입니다. 이러한 정밀도가 있다면, 열에 의해 안정성을 유지하기 위해 납 기반의 첨가제에 의존할 필요가 없습니다.
실제 작업 현장에서의 상황
물론 적외선이 마법의 도구라는 것은 아닙니다. 단점도 있습니다.
먼저, 센서를 제대로 설치해야 합니다. 만약 센서가 대류식 오븐과 같은 위치에 있다면, 결국 차가운 부분이 생길 것입니다. 공기가 열을 전달하지 않으므로 센서의 위치가 매우 중요합니다.
또한, 고강도 적외선 램프는 엄청난 양의 에너지를 방출합니다. 만약 보호 장치를 제대로 설치하지 않으면, 기계 자체의 전자 부품이 손상될 수 있습니다. 그건 좋지 않습니다.
수율을 해치지 않으면서 이 기술을 효과적으로 활용하려면, 폐쇄형 PID 제어기를 사용해야 합니다. 온도를 ±1°C 범위 내로 유지하면 전체 과정이 훨씬 수월해지며, 장비도 안정적으로 작동합니다.