왜 진공 상태에서의 적외선 가열이 무연 칩 제조에 적합한 방법인가요?
반도체 산업은 “친환경적이고 무연인” 기준을 향해 끊임없이 노력하고 있습니다. 오랫동안 우리는 큰 크기의 대류식 오븐을 사용해왔습니다. 하지만 문제는, 엄청난 양의 공기를 가열하는 것은 에너지 낭비라는 점입니다. 게다가, 공기 중의 먼지나 입자들이 웨이퍼에 달라붙을 위험이 있습니다.
그래서 우리는 진공 환경에 적합한 적외선 가열기로 전환했습니다. 이게 훨씬 더 합리적인 방법입니다.
열이 실제로 어떻게 작용하는가?
진공 상태에서는 공기가 없습니다. 공기가 없으니까 대류도 일어나지 않습니다. 공기가 없으면 부품에 따뜻한 공기를 불어넣을 수도 없습니다.
우리는 단파 적외선을 사용합니다. 왜냐하면 적외선은 전파되는 데 매질이 필요하지 않기 때문입니다. 적외선은 그대로 진공 상태를 통과하여 직접 기판에 도달합니다.
이 방식은 매우 효율적입니다. 챔버 벽이나 부품 주변의 빈 공간을 가열하는 데 에너지를 낭비할 필요가 없습니다. 오직 실제로 가열이 필요한 부분만을 가열할 뿐입니다. 그래서 이 방식은 클린룸에서 에너지 비용을 줄이고자 하는 사람들에게 최적의 해결책이 됩니다.
적절한 온도를 유지하는 방법
무연 솔더와 접착제는 매우 섬세합니다. 이들은 특정 온도 범위 내에서만 제대로 작동합니다. 온도가 너무 높으면 실리콘이 손상될 수 있으며, 불필요한 기공이 생길 수도 있습니다.
우리의 진공 적외선 램프는 온도를 빠르게 조절할 수 있도록 해줍니다. 이를 통해 부품이 균일하게 가열됩니다. 거대한 오븐을 사용할 때는 이런 정밀한 제어가 불가능합니다. 에너지가 복사형이기 때문에, 몇 초 만에 가열 반응을 시작할 수 있습니다. 이는 탄소 발자국과 처리 시간을 줄이는 데 큰 도움이 됩니다.
주의해야 할 점들
아무 램프나 진공 상태에 넣을 수는 없습니다. “가스를 방출하지 않는” 재료가 필요합니다. 우리는 고순도 석영과 특수 필라멘트를 사용합니다. 만약 재료가 가스를 방출한다면 진공 상태가 깨지고 웨이퍼가 오염될 수 있습니다.
또한, 이러한 고강도 램프는 매우 뜨거워집니다. 특히 램프를 고정하는 부분이 매우 뜨거워집니다. 쿨링 시스템을 제대로 갖추는 것이 중요합니다. 물 냉각 시스템이 실패하면 열로 인해 챔버의 밀폐성이 손상될 수 있습니다. 이는 고밀도의 열원이므로, 쿨링 시스템이 충분한 압력을 견딜 수 있도록 설계되어야 합니다.