MEMS 웨이퍼 건조에 있어서 뜨거운 공기 대신 적외선을 사용하는 방식
오랫동안 MEMS 센서 웨이퍼를 건조시키는 가장 일반적인 방법은 뜨거운 공기를 웨이퍼 위로 불어주는 것이었습니다. 이는 구식의 방법입니다. 기본적으로 대류 현상을 이용해 열을 웨이퍼 표면으로 전달시키고, 그를 통해 수분이 증발하기를 기대하는 것입니다.
문제점은 이 방법이 매우 느리다는 것입니다. 웨이퍼 내부의 좁은 공간이나 미세한 구조들까지 열이 도달하기까지 몇 분이나 걸립니다. 이는 생산 속도를 크게 저하시키는 요소입니다.
그래서 우리는 적외선을 이용한 가열 방식으로 전환했습니다. 공기를 가열하는 대신, 에너지를 직접 웨이퍼로 전달하는 것입니다.
왜 훨씬 빠른가요?
적외선은 물 분자를 직접 타격합니다. 에너지가 작용하면 물분자가 즉시 증발합니다. 근본적으로 거의 순간적으로 처리됩니다.
더 이상 공기를 순환시키는 데 시간을 낭비할 필요가 없습니다. 이제는 천천히 움직이는 대신 빠르게 움직일 수 있습니다. 실제 생산 라인에서는 “몇 분”이 걸리던 작업이 몇 초로 줄어듭니다. 이는 생산 속도 면에서 큰 이점입니다.
문제점들
물론, 단순히 히터를 램프로 바꾸는 것만으로는 안 됩니다. 적외선은 매우 강력한 에너지를 가지고 있습니다. 만약 램프의 위치가 잘못되거나 전력이 너무 높으면 웨이퍼가 손상될 수 있습니다. 따라서 안정적인 PID 제어기가 필요합니다.
보통 우리는 단파 적외선 송신기를 사용합니다. 이를 통해 웨이퍼 표면을 효과적으로 가열할 수 있으며, 전체 기판이 과열되는 것을 방지할 수 있습니다.
하드웨어의 성능 활용하기
공간 활용도도 달라집니다. 적외선 램프는 견고한 공기 순환 장치나 관련 부품들보다 훨씬 적은 공간을 차지합니다.
하지만 전력에 주의해야 합니다. 팬 모터 대신 고출력 램프를 사용하기 때문입니다. 시스템이 작동할 때 발생하는 초기 전력 부하를 감당할 수 있는 전원 공급 장치가 필요합니다.
MEMS 생산 규모를 확대할 때, 웨이퍼당 몇 초라는 시간 절약은 하루 종일 엄청난 이점으로 이어집니다. 생각 방식만 바꾸면 되는 것입니다. 공기를 움직이는 대신 광자를 이용하는 것입니다.