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반도체 공정은 웨이퍼(Wafer) 제조, 산화, 포토 등 전 공정(Front End)과 전기적 테스트, 패키지 등 후 공정(Back End)으로 나뉜다. 각 공정은 계측, 접합 등이 가능한 여러 장비가 필요하다.
최근 서울 코엑스(COEX)에서 열린 ‘세미콘 코리아 2022(SEMICON KOREA 2022)’는 국내외 반도체 장비 업체 등이 참가하는 전시회였다. 행사장에서 관련 기업을 만나 반도체 공정 장비에 대한 이야기를 나눴다.
써밋 시리즈(사진 왼쪽)와 김영호 (주)비젼텍 과장(사진 오른쪽)
공차 계산하는 ‘써밋 시리즈’…정밀도와 속도 모두 잡아
반도체 생산 과정에서는 웨이퍼 뒤틀림 문제가 발생하는 경우가 있어 이를 계측하는 장비가 필요하다. (주)비젼텍(VISION TECH)은 이번 전시회에서 웨이퍼 등의 공차를 확인할 수 있는 비접촉 3차원 측정기 ‘써밋 시리즈(Summit series)'를 소개했다.
이 장비는 사람의 눈과 손을 대신해 카메라와 모터가 설정한 프로그램에 따라 자동으로 움직이며, 반도체를 비롯해 인쇄 회로 기판(PCB, Printed Circuit Board) 등 특정 부품의 기하공차 등을 계산한다.
김영호 비젼텍 과장은 “일반적인 공차 값을 갖는 디멘전(Dimension), 앵글(Angle) 등 사이즈 측정을 많이 한다”며 “평탄도, 직진도 등 기하 공차도 한 번에 확인할 수 있다”고 설명했다.
써밋 시리즈는 정밀도와 속도에서 만족도가 높다는 평이 있다. 작업 속도가 빨라지면 정밀도가 낮아진다고 언급한 김 과장은 차별화 기술로 정밀도와 속도를 모두 잡았다고 강조했다.
그는 “카메라가 움직이면서 공차를 계산하는 컨티뉴어스 이미지 캡처(CIC, Continuous Image Capture) 기술을 활용해 작업 속도를 극대화했으며, X‧Y‧Z축을 모두 확인하는 3차원 측정 등으로 정밀도를 높였다”고 말했다.
현재 이 장비는 반도체 후 공정 등을 포함해 전기차 파워모듈 생산, 반도체를 구성하는 제품의 수입검사 등에서 쓰이고 있다.
김 과장은 “국소 부위의 파티클(Particle) 검출 등이 가능한 써밋 시리즈는 측정, 검사 등 여러 측면에서 활용도가 높다”고 했다.
(주)헬러코리아의 리플로우 오븐
열풍으로 반도체와 기판 연결하는 ‘리플로우 오븐’
반도체 후 공정에서 납땜(Soldering)에 쓰이는 솔더볼(Solder Ball)은 패키징 필수 소재로, 기판과 칩을 연결하는 역할을 한다. 이때 솔더볼에 열을 가하는 장비가 필요한데, (주)헬러코리아(HELLER KOREA)는 열풍으로 부품을 결합할 수 있는 ‘리플로우 오븐(Reflow Oven)’을 전시했다.
이 장비는 부품 특성에 따라 진공 강도 조절로 뒤틀림을 방지하며 솔더볼, 접착력을 높이는 플럭스(Flux) 등을 활용해 반도체와 기판을 연결한다.
전시현장에서 만난 김성범 헬러코리아 대리는 “열풍 접합 시 두께가 얇거나 강도가 약한 부품 등의 변형 위험을 방지할 수 있으며, 열코팅 등 다양한 공정에서 사용 가능하다”고 말했다.
특히 연성 인쇄 회로 기판(FPCB), 디스플레이 필름, 자동차 전장 부품 등을 생산하는 공정에서 적용을 검토할 수 있다.
리플로우 오븐은 이전 모델보다 부품에서 가장 열을 많이 받는 곳과 적게 받는 곳의 온도 차이를 줄이고 열효율도 늘린 제품이다.
김 대리는 “최적의 히팅(Heating) 구조로 온도편차인 ‘델타티(Delta-T)’를 개선했으며, 열효율 증대를 위해 히팅 모듈 설계도 변경했다”고 말했다.
