제조 공정에서는 TSV를 에칭하고 채우는 과정에서 열 변동의 여지가 전혀 없습니다. 포토레지스트를 가열할 때 2°C만큼의 온도 변동이 생기면 치명적인 오차가 발생하여 비아 채우기 과정에 문제가 생길 수 있습니다. TSV 히터는 전체 공정 동안 웨이퍼 전체의 온도를 ±0.1°C 범위 내로 유지해 줍니다.
중요한 요소들 저희는 빠른 반응 속도를 가진 할로겐 램프를 사용하여 TSV 히터를 설계했습니다. 이 램프는 단파장의 근적외선을 방출하여 포토레지스트와 실리콘이 직접 그 에너지를 흡수할 수 있도록 합니다. 온도는 수밀리초 이내에 설정될 수 있으며, 온도 상승 속도도 0.5°C/s 이내로 일정하게 유지됩니다. 이 시스템은 Class 1–100 등급의 청정실에서도 작동 가능하며, 입자 발생량은 ≤0.1개/cm² 수준입니다. 24/7 연속 가동이 가능하며, 예상치 못한 정지 시간도 없습니다. 또한 열 관리가 잘 되어 비아의 integrit와 바리어 층이 손상되지 않습니다.
왜 이 기술이 실제 TSV 제조에 적합한가? 저희는 짧은 간격으로 배치된 TSV와 얇은 유전체를 사용합니다. 저희의 히터는 웨이퍼 전체의 온도를 일정하게 유지해 주므로, 소프트 베이크와 하드 베이크 과정도 매번 일관된 결과를 보입니다. 그 결과, 리소그래피 공정이 안정적이 되고 재작업도 줄어듭니다. 또한 비아 밀봉도 안정적으로 이루어집니다. 램프가 빠르게 목표 온도에 도달하고 오버슈트가 거의 없어 에너지 사용량도 줄어들고, 공정 시간도 단축됩니다.
계획해야 할 사항들 설치 시에는 정확한 광학 정렬과, 베이킹 과정에서 발생하는 가스를 처리할 수 있는 전용 배기 시스템이 필요합니다. 히터는 표준 척 인터페이스와 함께 작동하지만, 구형 장비의 경우에는 맞춤형 어댑터가 필요할 수 있습니다. 웨이퍼 전체의 온도를 측정하고 공정 설정을 조정하기 위해 짧은 테스트를 선행해야 합니다. 일단 이 과정이 완료되면, 공정은 매번 일관된 결과를 낼 수 있습니다.