왜 무연 칩 제조에 적외선 경화 방식을 사용하는가?
반도체 산업은 이제 더 이상 구식의 대류식 오븐을 사용하지 않고 있습니다. 우리 대부분은 적외선 경화 방식으로 전환하고 있습니다. 이는 단순히 ‘친환경적이거나 무연’이라는 규칙을 따르기 위함만은 아닙니다. 그보다는 열이 실제로 어떻게 작용하는지와 관련이 있습니다.
대류식 오븐의 경우, 방 안의 공기를 데우는 데 에너지가 많이 소모됩니다. 반면 적외선은 전자기파를 사용하기 때문에 공기 자체를 건드리지 않고 목표물에 직접 열을 가합니다.
에너지 효율성
대류식 오븐의 경우, 오븐 내부의 공기와 벽 등 모든 것을 데워야 합니다. 이는 에너지 낭비입니다. 하지만 적외선의 경우는 다릅니다. 포토레지스트나 웨이퍼 자체의 특정 흡수대에 맞춰 열을 조절할 수 있습니다. 따라서 24시간 내내 고온을 유지하기 위한 별도의 가열 장치가 필요 없습니다. 그 결과, 가동 속도가 훨씬 빨라지고, 전력 비용도 줄어듭니다.
정확한 온도 조절
문제는 무연 솔더와 포토레지스트가 매우 섬세하다는 점입니다. 이들은 특정 온도 범위 내에서만 정상적으로 작동합니다. 조금이라도 온도를 초과하면 웨이퍼가 변형되거나 회로가 손상될 수 있습니다. 이는 큰 문제입니다.
적외선 방식을 사용하면 센서를 통해 웨이퍼 표면의 온도를 실시간으로 모니터링할 수 있습니다. 온도가 변하면 센서가 전력 제어 장치에 신호를 보내어 램프의 출력을 줄입니다. 공기 오븐의 경우, 열을 끈 후에도 공기가 여전히 뜨거운 상태로 남아 있어 ‘열 지연’ 현상이 발생합니다. 하지만 적외선 방식은 훨씬 더 정밀한 제어가 가능합니다.
공간 절약
또한, 공장의 공간도 훨씬 더 절약됩니다. 대형 환기 시스템이나 VOC 제거 장치도 필요 없습니다. 전체 설비가 훨씬 더 적은 공간을 차지합니다.
하지만 모든 것이 완벽한 것은 아닙니다. 램프의 위치와 웨이퍼 표면과의 거리를 잘 조절해야 합니다. 만약 거리가 적절하지 않으면 과열된 부분이 생길 수 있습니다. 그리고 과열된 부분은 전체 제품의 품질을 망치는 원인이 됩니다.