와이어의 IR 경화 방식에 대해 이야기해 봅시다.
무연 반도체 제조 공정을 다루고 있다면, 건조 및 경화 과정이 얼마나 까다로운지 잘 알고 있을 것입니다. 그래서 우리 대부분은 적외선을 이용한 경화 방식을 사용하고 있습니다.
예를 들어보면, 대류식 오븐은 마치 히터를 사용해 방을 따뜻하게 하는 것과 같습니다. 먼저 공기 전체를 가열해야 합니다. 반면 적외선은 마치 햇빛 아래에 서 있는 것과 비슷합니다. 에너지가 직접 램프에서 웨이퍼 표면으로 전달됩니다. 화학 용매도 필요 없으며, 많은 양의 가스도 낭비되지 않습니다. 그저 직접적인 열만이 전달됩니다.
에너지가 실제로 어떻게 전달되는가?
우리는 단파 및 중파 방출체를 사용합니다. 이러한 방출체는 포토레지스트나 접착제가 열을 흡수하는 부분에 정확하게 에너지를 전달해 줍니다.
가장 좋은 점은, 열이 챔버 안에 머물러 있지 않다는 것입니다. 열은 기판에 직접 닿아 즉시 열 에너지로 변환됩니다. 이는 훨씬 더 효율적인 방식입니다. 사실, 300mm 크기의 웨이퍼만 따뜻하게 하면 되는데, 굳이 거대한 강철 상자를 가열할 필요는 없습니다.
거리와 밀도의 균형
여기서 문제가 생깁니다. 램프와 웨이퍼 사이의 거리가 너무 가까우면 웨이퍼의 가장자리가 손상될 수 있습니다. 반대로 너무 멀면 처리 시간이 길어집니다.
우리는 열이 웨이퍼 전체 표면에 고루 분배되도록 초점 거리를 조절하는 데 많은 시간을 할애합니다. 무연 납땜재는 기존의 납을 사용한 납땜재보다 녹는점이 높기 때문에, 빠르게 온도를 높이기 위해서는 고출력의 램프가 필요합니다.
단점도 있습니다
빠른 경화는 좋지만, 장비에 상당한 부담을 줍니다. 이러한 기계들을 그냥 연결해 두고 방치할 수는 없습니다.
무연 기준에 맞는 열 밀도는 매우 높습니다. 만약 램프 하우징을 위한 효과적인 냉각 시스템이 없다면, 반사판이 변형되고 배선도 손상될 수 있습니다. 적절한 냉각 시스템이 없으면 램프는 예상보다 훨씬 빨리 고장날 것입니다.
이것은 간단한 타협입니다. 유해한 배출물을 줄이고 에너지 비용을 절감할 수 있지만, 그 대신 냉각 시스템을 잘 관리해야 합니다. 이는 기존의 구식 가열 요소를 사용하는 것보다 훨씬 더 효과적인 방법입니다.