왜 우리는 납이 함유되지 않은 반도체 제조에 적외선을 사용하는가?
환경 친화적이고 납이 없는 표준을 추구함에 따라, 우리는 점점 더 새로운 방식으로 소재를 경화시키는 방법을 고민해야 합니다. 기존의 대류식 오븐으로는 더 이상 충분하지 않습니다. 그래서 우리는 진공 챔버 내부에서 적외선 히터를 사용하게 되었습니다.
적외선은 공기를 가열하는 대신 전자기파를 이용합니다. 이 방식은 훨씬 더 깨끗한 방법입니다. 유해한 화학 용제를 사용할 필요가 없으며, 건조 과정에서 발생하는 탄소 배출량도 크게 줄어듭니다.
진공 상태에서의 열 처리
문제는 진공 상태에서는 대류가 일어나지 않는다는 것입니다. 그냥 뜨거운 공기를 불어넣어서 작업을 할 수는 없습니다. 적외선 히터는 광자를 직접 기판에 전달함으로써 이 문제를 해결합니다. 이 방식은 효율적이고 빠릅니다. 챔버의 모든 부분을 가열할 필요가 없으며, 재료의 특정 흡수대만을 목표로 할 수 있습니다.
열원의 구조
원하는 온도를 얻기 위해 단파 또는 중파 적외선 발생기를 사용합니다. 이러한 장치들은 매우 작은 공간에 엄청난 에너지를 집약시킬 수 있습니다. 보통 웨이퍼가 오염되는 것을 방지하기 위해 석영으로 이 장치들을 감싸줍니다. 하지만 주의해야 할 점이 있습니다. 램프 주변에 공기가 없기 때문에, 램프를 냉각시키기 위해 반드시 전용 수랭 시스템이 필요합니다. 이 단계를 무시해서는 안 됩니다. 냉각 시스템에 문제가 생기면, 아무런 경고도 없이 밀봉 부위가 손상될 수 있습니다.
실제적인 장단점
속도는 매우 빠릅니다. 몇 시간이 걸리던 작업 시간이 몇 분으로 줄어듭니다. 하지만 완벽한 방법은 아닙니다. 적외선 열은 방향성이 있기 때문에, 부품의 형태가 복잡하거나 이상한 경우에는 열이 닿지 않는 ‘차가운 부분’이 생길 수 있습니다. 이를 해결하기 위해서는 여러 개의 램프를 사용하거나 반사판을 활용하여 웨이퍼 전체에 골고루 열이 전달되도록 해야 합니다.
가장 큰 장점은 VOC가 공기 중으로 배출되지 않는다는 것입니다. 전력 공급 장치와 냉각 시스템이 열을 견딜 수 있다면, 이 방법은 납이 없는 반도체를 처리하는 데 있어 훨씬 더 깨끗하고 빠른 방법입니다.