왜 무연 칩 제작에 적외선 경화 기술을 사용하는가?
반도체 산업은 “무연”이자 환경 친화적인 기준을 향해 빠르게 나아가고 있습니다. 이는 당연한 방향이지만, 제조 과정을 좀 더 복잡하게 만듭니다.
오랫동안 우리는 대류식 오븐을 사용해왔습니다. 하지만 솔직히 말해서, 큰 공간의 공기를 가열하는 것은 매우 느린 과정이며 에너지 낭비입니다. 그래서 우리는 적외선 경화 기술로 전환했습니다. 적외선은 공기를 가열하는 대신 에너지를 웨이퍼 표면으로 직접 전달합니다. 화학 용제나 중량이 큰 소모품도 필요 없습니다. 그저 깨끗하고 직접적인 열만 있으면 됩니다.
실제 작동 원리
추운 날에 햇볕이 피부에 닿는 것을 생각해보세요. 온도를 느끼기 위해 전체 대기가 따뜻해질 필요는 없습니다. 광자들이 그냥 피부에 닿기만 하면 됩니다. 적외선도 마찬가지입니다. 적외선은 웨이퍼에 직접 열을 전달하기 때문에, 전체 챔버를 가열하는 데 드는 에너지를 절약할 수 있습니다. 게다가 웨이퍼와 접촉하는 것이 아니므로, 기계적인 오염이나 불순물로 인해 제품이 망가질 걱정도 없습니다. 그야말로 깨끗한 공정입니다.
거리와 열의 균형을 맞추는 것
문제는 적외선 램프와 웨이퍼 사이의 거리입니다. 램프를 너무 가까이에 설치하면 웨이퍼의 가장자리가 타버릴 수 있습니다. 반대로 너무 멀리 떨어뜨리면 경화 시간이 길어지고 생산 속도도 느려집니다. 누구도 이런 상황을 원하지 않습니다.
우리는 열이 강력하지만 균일한 상태를 유지하는 최적의 거리를 찾으려고 노력합니다. 고출력 단파 램프를 사용하면 열이 매우 빠르게 전달되지만, 정확한 설정이 필요합니다. 또한 웨이퍼가 뜨거워지면 약간 팽창하기 때문에, 약간의 여유 공간을 남겨두어야 합니다.
실제 활용 시의 문제점
적외선 기술도 완벽한 것은 아닙니다. 몇 가지 문제점이 있습니다. 적외선은 직선으로 작용하기 때문에, 웨이퍼 캐리어나 클램프와 같은 장애물이 있으면 그 부분에 그림자가 생겨서 차가운 부분이 생깁니다. 이를 해결하기 위해 우리는 램프 배열을 조정하고 반사판을 추가하여 웨이퍼의 모든 부분에 골고루 열이 전달되도록 노력합니다.
또한 냉각 문제도 있습니다. 열이 너무 빠르게 전달되기 때문에, 웨이퍼가 해당 영역을 벗어난 후에도 효과적으로 열을 식힐 수 있는 냉각 시스템이 필요합니다. 그렇지 않으면 문제가 생길 수 있습니다.