왜 웨이퍼 제조 공정에서 적외선 경화 방식으로 전환하는가?
솔직히 말해서, 기존의 대류식 오븐들은 형편없습니다. 속도가 느리고, 유해한 화학물질을 사용해야 하며, 결국은 공기를 가열하는 것에 불과합니다. 우리는 그런 방식을 버리고 적외선 경화 방식을 사용하고 있습니다.
가장 큰 차이점은 무엇일까요? 적외선은 공기에 신경 쓰지 않고, 직접 재료에 열을 전달합니다. 그래서 모두가 이 방식을 납이 없고 친환경적인 최고의 방법으로 여기는 것입니다.
에너지 낭비를 줄이는 방법
일반적인 강제 공기 순환식 오븐을 생각해보세요. 방 안의 공기를 따뜻하게 만들기 위해 엄청난 에너지가 필요합니다. 이는 명백한 낭비입니다.
적외선을 사용하면 센서와 송신기를 이용해 전자기파를 웨이퍼 표면에 직접 전달할 수 있습니다. 방 안의 공기가 아니라 웨이퍼 자체에 열을 가하기 때문에, 납이나 기타 유해 물질이 들어간 용매는 필요 없습니다.
그 결과, 에너지 소비가 줄어듭니다. 열이 공기 중에 머물지 않으므로, HVAC 시스템도 과도한 부담을 겪지 않아도 됩니다. 그야말로 더 깨끗한 방식입니다.
납이 없는 재료를 사용할 때의 문제
납이 없는 납땜재나 폴리머를 사용할 때는 많은 어려움이 있습니다. 매우 정확하고 빠른 가열이 필요합니다. 가열 속도가 너무 느리면 금속 간의 반응이 일어나서 연결 부위가 손상됩니다.
적외선을 사용하면 몇 초 안에 목표 온도에 도달할 수 있습니다.
하지만 그냥 설정해두고 잊어버릴 수는 없습니다. 정밀한 적외선 센서를 사용하여 웨이퍼의 상태를 실시간으로 모니터링해야 합니다. 이는 폐쇄 루프 시스템으로, 과열을 방지합니다. 센서가 제대로 작동하지 않으면 웨이퍼가 변형될 수 있습니다. 모든 것을 ±1°C 범위 내에서 유지하기 위해서는 고정밀 온도 측정 장치가 필요합니다. 힘든 과정이지만, 이 방법 외에는 다른 방법이 없습니다.
단점
적외선은 빠르긴 하지만, 마법은 아닙니다.
가장 큰 문제는 ‘가장자리 효과’입니다. 웨이퍼가 원형이기 때문에, 가장자리 부분이 중심부보다 더 빠르게 열을 흡수합니다. 이는 매우 성가신 문제입니다.
이를 해결하기 위해서는 송신기 배열을 조정하거나 특수한 반사체를 사용하여 열 분포를 조절해야 합니다. 이 과정을 건너뛰면 웨이퍼 전체에 고르지 않은 경화가 일어나고, 이는 원치 않는 문제입니다.