불편함 없이 MEMS 웨이퍼를 건조시키는 방법
MEMS 제조 과정에서 일해본 사람이라면 웨이퍼를 건조하는 데 있어서의 어려움을 잘 알고 있을 것입니다. 이는 분명히 큰 문제점입니다. 액체가 완전히 제거되어야 하며, 남은 잔여물도 전혀 없어야 합니다.
우리가 사용하는 방법은 짧은 파장의 적외선 램프를 사용하여 웨이퍼 표면에 직접 에너지를 가하는 것입니다. 이는 사실상 급속한 증발을 유도하는 방식입니다. 목표는 웨이퍼를 완전히 건조시키면서도 기계 내부가 과열되지 않도록 하는 것입니다.
왜 방향성 가열이 효과적인가?
대부분의 히터는 대류를 이용합니다. 공기가 먼저 따뜻해지고, 그 다음에 부품이 따뜻해집니다. 이 방식은 비효율적이며, “열로 인한 문제”를 야기합니다. 아무도 외부 케이스가 과열될 수 있는 기계를 사용하고 싶지 않습니다.
그래서 우리는 방향성 적외선 가열 방식을 선택했습니다. 적외선은 직선으로 전달됩니다. 공기는 신경 쓰지 않고, 오직 목표물에만 에너지를 전달합니다. 석영 커버와 반사판을 활용하면 에너지를 정확히 웨이퍼에 집중시킬 수 있습니다. 그 결과, 기계의 내부는 시원하게 유지되고, 열도 웨이퍼에만 집중됩니다.
전력, 안전성, 그리고 전기적 문제들
이러한 고출력 적외선 램프는 매우 강력한 에너지를 가지고 있습니다. 빠른 건조 속도를 원한다면 이 정도의 에너지 밀도가 필요하지만, 이는 전기 시스템에 큰 부담을 줄 수 있습니다. 고전압 램프를 사용할 경우, 배선이 그 부하를 감당할 수 있는지 반드시 확인해야 합니다. 그렇지 않으면 기계가 손상될 수 있습니다.
또한, 빛이 퍼지는 것을 막기 위해 빔을 집중시킵니다. 이는 안전을 위한 조치입니다. 웨이퍼가 150°C까지 가열된 상태에서도 작업자는 기계의 측면을 만져도 안전해야 합니다.
단점도 있습니다…
방향성 가열도 마법은 아닙니다. 빔의 세기가 너무 강하기 때문에, 웨이퍼가 적절한 위치에 있지 않으면 국부적으로 과열될 수 있습니다. 초점 거리를 정확히 조절해야 합니다. 램프가 너무 가까우면 웨이퍼가 변형될 수 있고, 너무 멀면 건조 시간이 길어져 생산성이 떨어집니다. 결국, 속도와 안전성을 조화시키는 최적의 지점을 찾는 것이 중요합니다.