왜 무연 반도체 제조에 적외선 경화 방식을 도입하는가?
반도체 제조 방식이 변하고 있습니다. 이제는 유해한 용매나 중금속 촉매를 사용하는 방식에서 벗어나고 있습니다. 대부분의 사람들이 적외선 경화 방식으로 전환하고 있습니다. 그 이유는 간단합니다. 전체 가열실을 가열하거나 화학적 첨가제에 의존하는 대신, 적외선은 직접 웨이퍼 표면을 가열하기 때문입니다. 이 방식은 효율적이며 깨끗합니다.
에너지가 실제로 어떻게 전달되는가?
적외선 경화 방식은 전자기파를 이용하여 포토레지스트나 접착제 내의 분자들을 움직이게 합니다. 일반적인 대류식 오븐은 공기를 먼저 가열해야 하므로 속도가 느립니다. 하지만 적외선 램프는 그 단계를 생략하고 에너지를 직접 웨이퍼에 전달합니다. 따라서 굽는 과정에서 발생하는 유기 용매의 배출도 줄어듭니다. 게다가, 재료에 맞는 파장을 조절하면 불필요한 열 낭비도 줄어듭니다.
‘이상적인 거리’
웨이퍼 가열 시에는 거리가 매우 중요합니다. 램프를 너무 가까이 설치하면 문제가 생깁니다. ‘hot spot’이 발생할 수 있으며, 심한 경우에는 포토레지스트가 손상될 수도 있습니다. 반대로 너무 멀리 설치하면 가열 속도가 늦어지고 생산 효율도 떨어집니다. 적당한 거리를 찾아서 열이 균일하게 전달되도록 해야 합니다. 단, 거리가 너무 가까우면 열이 너무 많이 가해져서 제품이 손상될 수 있으니 주의해야 합니다.
실제적인 장단점
긍정적인 점으로는, 이 방식은 훨씬 친환경적입니다. 납을 함유한 안정제가 필요 없으며, 클린룸에서 발생하는 탄소 배출도 줄어듭니다. 게다가 즉시 가열이 가능하여 예열 과정을 기다릴 필요가 없습니다. 하지만 모든 것이 완벽한 것은 아닙니다. 이러한 고강도 적외선 램프는 많은 전력을 소모합니다. 만약 전력망이 이런 급격한 전력 증가를 감당할 수 없다면, 가열 시작과 동시에 차단기가 작동할 수 있습니다. 또한, 램프의 열이 옮겨가는 문제도 있습니다. 램프를 제대로 냉각시키지 않으면 열이 운반 장치로 전달되어 모든 것이 엉망이 될 수 있습니다. 저는 보통 램프 뒤쪽에 강제 공기 냉각 장치를 추가하는 것을 권장합니다. 이렇게 하면 전체 시스템이 안정적으로 유지되고, 많은 비용이 드는 문제도 예방됩니다.