반도체 장비를 더 효과적으로 가열하는 방법
어떤 기계들은 사용할수록 점점 더 뜨거워지는 경향이 있습니다. 작업 중인 부분뿐만 아니라 기계의 전체 구조까지도 뜨거워집니다. 이것이 바로 일반 대류식 히터의 문제점입니다. 대류식 히터는 공기를 가열하려 하지만, 그 결과 기계의 벽까지 모두 뜨거워집니다. 클린룸에서는 이런 상황이 큰 문제가 됩니다. 뜨거워진 벽 때문에 사람이 화상을 입을 수도 있으며, 웨이퍼의 열안정성도 해칠 수 있습니다.
우리는 공기와 싸우는 대신 방향성이 있는 적외선을 사용하기로 결정했습니다.
실제 작동 원리
이걸 스페이스 히터라고 생각하기보다는 손전등에 비유하는 게 좋습니다. 적외선 램프는 에너지를 직선으로 방출합니다. 이 에너지는 그냥 공중에 떠다니는 것이 아니라, 무언가에 부딪혀야만 전달됩니다. 반사판을 사용하여 위치를 정확하게 조절함으로써, 필요한 곳에만 열을 전달할 수 있습니다. 그러면 작업물만 뜨거워지고, 기계의 내부 벽은 차가운 상태를 유지합니다. 더 이상 낭비가 없으며, 기계도 과도한 열로 인해 손상되지 않습니다.
고온의 단점
짧은 파장의 적외선 방출기를 사용하는 이유는 작은 크기로도 강력한 열을 발생시킬 수 있기 때문입니다. 따라서 목표 온도에 빠르게 도달할 수 있습니다. 하지만 주의해야 할 점이 있습니다. 에너지가 너무 집중되기 때문에, 정확한 위치에 설치해야 합니다. 만약 램프의 위치가 조금만 틀어져도, 원하는 부분이 아닌 기계의 다른 부분이 뜨거워집니다.
청결을 유지하기 위해, 우리는 이러한 램프들을 석영 커버로 감싸줍니다. 이렇게 하면 가스가 밖으로 나오는 것을 막아서 입자 수를 적절하게 유지할 수 있습니다. 한 가지 주의해야 할 점은, 전원 공급 장치의 출력이 램프의 와트수와 맞는지 확인해야 한다는 것입니다. 그렇지 않으면 램프가 과열되어 고장날 수 있습니다.
장단점
방향성 가열 방식은 뜨거운 벽 문제를 해결할 수 있지만, 명확한 시야가 필요합니다. 만약 작업물의 형태가 복잡하거나 구석구석이 복잡하다면, 적외선 파동은 그곳까지 도달하지 못합니다. 그러면 그림자 지대에는 차가운 부분이 생깁니다. 해결책은 간단합니다. 열 분포를 정확하게 계산하거나, 여러 각도에서 램프를 사용하여 그러한 부분들을 커버해주면 됩니다. 일단 설정을 마치고 거리를 조절하면, 기계는 차가운 상태를 유지하고, 공정도 안정적으로 진행됩니다.