왜 웨이퍼 제조 공정에서 적외선 경화 방식으로 전환하는가?
용매 기반의 건조 방식을 적외선 경화 방식으로 바꾸는 것은 단순히 유행에 따르는 것이 아닙니다. 사실 이는 물리학적 원리에 따른 간단한 해결책일 뿐입니다.
작은 웨이퍼를 건조시키기 위해 방 전체를 가열할 필요가 없습니다. 대신 적외선 센서와 방사체를 사용하여 코팅된 물질의 특정 분자 진동에 에너지를 직접 전달합니다. 에너지가 정확한 위치에 도달하기 때문에, 이전의 열 처리 방식에서 사용되던 유해한 화학 촉매나 납 함유 안정제는 더 이상 필요하지 않습니다.
에너지 낭비 줄이기
전통적인 대류 오븐의 경우, 제품 주변의 공기를 가열하는 데 엄청난 양의 에너지가 소모됩니다. 이는 매우 낭비적인 방식입니다.
반면 적외선 방식은 다릅니다. 전자기파를 웨이퍼 표면에 직접 전달하기 때문에, 거대한 오븐이 온도에 도달할 때까지 몇 시간을 기다릴 필요가 없습니다. 스위치만 누르면 몇 초 만에 준비가 됩니다.
또한 단파 적외선을 사용하기 때문에, 에너지가 포토레지스트나 접착제층을 빠르게 통과합니다. 그 결과 처리 시간이 단축되고, 웨이퍼당 전력 비용도 줄어듭니다. 이는 매우 합리적인 방식입니다.
청결하고 납이 없는 처리 공정
납이 없는 기준을 따르는 경우, 온도 조절 범위가 매우 좁습니다. 온도가 너무 높아지면 기판이 손상될 수 있으며, 화학물질이 원치 않는 방식으로 방출될 수도 있습니다.
이러한 문제를 방지하기 위해 실시간으로 웨이퍼 표면을 모니터링하는 센서를 사용합니다. 온도가 변동하면 시스템이 즉시 전력을 조절하여 온도를 ±1°C 범위 내로 유지합니다.
솔직히 말해서, 이는 큰 위안입니다. 오븐이 과열되는 것을 막기 위해 더 이상 중금속 함유 안정제가 필요하지 않습니다. 이렇게 하면 전 세계적인 환경 규정을 준수할 수 있으면서도 복잡한 문제도 없습니다.
현실적인 문제점
적외선 경화 방식은 빠르긴 하지만, 마법은 아닙니다. 한 가지 문제点是 ‘표면 경화’ 현상입니다. 열이 너무 강하기 때문에 표면층이 아랫쪽보다 훨씬 빨리 경화됩니다. 센서의 위치나 방사체와의 거리를 제대로 조절하지 않으면, 웨이퍼의 경화가 고르지 않을 수 있습니다.
또한, 공정이 완벽하게 조절되지 않으면 웨이퍼에 스트레스로 인한 균열이 생길 수 있습니다. 정확한 설정을 위해서는 약간의 조정이 필요하지만, 일단 설정이 완료되면 전혀 다른 결과가 나옵니다.