왜 무연 반도체 제조 과정에서 적외선을 사용하는가?
웨이퍼 가공 장비 설계와 관련해 “친환경적인 방법”이나 “무연화”에 대해 이야기할 때, 사람들은 보통 화학물질에만 집중합니다. 하지만 실제로는 열을 어떻게 조절하느냐가 더 중요합니다.
그래서 우리는 적외선을 활용합니다. 전체 장비를 가열하는 대신, 오직 기판만을 집중적으로 가열하는 것입니다.
열을 정확한 위치에 전달하기
일반적인 대류식 오븐의 경우, 공기를 가열하는 데 너무 많은 시간이 소요됩니다. 이는 낭비입니다.
적외선은 다릅니다. 전자기波를 이용해 접착제나 포토레지스트 내의 분자들을 움직입니다. 그 결과, 웨이퍼는 몇 초 만에 적절한 온도에 도달합니다. 기계 전체를 가열할 필요가 없으므로, 적외선은 클린룸에서 에너지를 절약하는 데 효과적입니다.
적절한 온도 유지하기
무연 폴리머와 솔더는 매우 섬세한 성질을 가지고 있습니다. 그들에게는 매우 좁은 온도 범위가 존재합니다.
온도가 너무 높으면 웨이퍼가 변형되거나 영구적인 손상이 발생할 수 있습니다. 이를 방지하기 위해, 우리는 장비에 정밀한 센서를 장착하여 온도 변화를 실시간으로 감시합니다.
단파 적외선을 사용함으로써, 우리는 온도를 빠르게 상승시키거나 즉시 낮출 수 있습니다. 이는 천천히 가열하는 방식으로는 얻을 수 없는 수준의 제어 능력입니다.
타협점
적외선은 매우 빠릅니다. 하지만 그 속도에는 단점도 있습니다. 열 밀도가 매우 높습니다. 센서가 잘못된 위치에 있거나 PID 제어 시스템이 제대로 작동하지 않으면, 웨이퍼 전체에 과열이 발생할 수 있습니다. 또한, 냉각 시스템도 빠른 온도 변화를 감당할 수 있어야 합니다. 그렇지 않으면 센서가 손상될 수 있습니다.
우리는 적외선 발생기와 고주파 센서를 함께 사용하면 모든 것을 엄격한 온도 범위 내에서 유지할 수 있다는 것을 알아냈습니다. 이 방식으로는 유해한 가열제를 전혀 사용할 필요가 없습니다.