MEMS 웨이퍼를 문제 없이 건조시키는 방법
MEMS 센서를 제작할 때 가장 싫은 것은 불필요한 수분이나 용매로 인해 웨이퍼가 손상되는 것입니다. 하지만 단순히 열을 가하는 것도 좋지 않습니다. 그렇게 하면 재료에 스트레스가 가해져서 여러 가지 문제가 생길 수 있습니다.
그래서 우리는 단파 적외선 히터를 사용합니다. 적외선은 웨이퍼 주변의 공기를 가열하는 대신, 에너지를 직접 기판 속으로 전달합니다. 이 방식은 간단하고 깨끗합니다. 화학 촉매나 복잡한 과정도 필요 없습니다.
실제 작동 원리
마치 정확한 목표를 공격하는 것과 같습니다. 히터는 광자를 방출하는데, 물 분자들이 이 광자를 흡수함으로써 액체가 순식간에 증발합니다.
가장 좋은 점은 공기가 흐르지 않는다는 것입니다. 클린룸에서 일해본 사람이라면 공기 흐름이 먼지와 입자를 운반하는 수단이라는 것을 알 것입니다. 적외선 방식은 “건조한” 처리 방식입니다. 열을 전달하기 위해 위험한 화학물질이나 납을 함유한 납땜재가 필요하지 않습니다. 그냥 자연스럽게 열이 전달됩니다.
에너지 절약 및 번거로움 줄이기
이 부분이 정말 만족스러운 점입니다. 예전에는 웨이퍼를 예열하는 데 한 시간이 걸렸죠? 그런 건 이제 필요 없습니다. 적외선 램프를 사용하면 몇 초 안에 원하는 온도에 도달합니다. 이는 전기 요금을 크게 줄여줍니다. 게다가 화학적 건조제로 인해 발생하는 유해한 VOC 배출도 없습니다. 정말 깨끗한 처리 방식입니다.
단점들
물론 마법은 아닙니다. 몇 가지 단점이 있습니다. 적외선은 직선으로만 전달됩니다. 웨이퍼 캐리어의 형태가 이상하거나 구멍이 있다면, 그 부분에는 열이 닿지 않아 “차가운 부분”이 생깁니다. 따라서 램프의 위치를 잘 조절해야 합니다. 만약 파워를 높여서 차가운 부분을 해결하려고 하면, 웨이퍼의 가장자리가 손상될 수 있습니다. 적절한 배열을 구성하는 데는 약간의 계획이 필요합니다.
우리는 이러한 시스템을 기존의 전력 소모가 많은 장비가 있던 자리에 바로 설치할 수 있도록 설계했습니다. 단, 램프가 처음 켜질 때 발생하는 전력 급증을 감당할 수 있는 전원 공급 장치가 필요합니다. 일단 작동하면 문제없습니다.