기존의 방식을 버리고: 적외선을 이용한 MEMS 웨이퍼 건조
MEMS 센서를 제작할 때, 웨이퍼에 남아 있는 수분을 제거하는 것은 꽤 까다로운 과제입니다. 물을 빠르게 제거해야 하지만, 열을 잘못 조절하면 재료에 스트레스가 가해져 전체 제품의 품질이 저하될 수 있습니다.
그래서 우리는 단파 적외선 램프를 사용합니다. 일반적인 대류식 오븐의 경우, 웨이퍼 하나를 건조시키기 위해 공기, 벽, 심지어 방 전체까지 모두 가열해야 합니다. 이는 에너지 낭비입니다. 반면 적외선 램프는 웨이퍼 표면에 직접 열을 가하기 때문에 중간 매개체가 필요 없습니다.
물리적 원리는 사실 아주 간단합니다. 이 램프들은 전기 에너지를 복사열로 변환합니다. 우리는 소형 공간 안에 많은 에너지를 집중시키도록 설계했기 때문에, 몇 초 만에 웨이퍼 표면의 물기가 증발합니다. 웨이퍼 주변의 공기를 가열할 필요가 없으므로 에너지 낭비도 줄어듭니다. 이것이 바로 ‘친환경적’인 점입니다. 에너지 낭비가 줄어들면 탄소 배출량도 줄어듭니다. 그렇게 간단합니다.
이제, 램프 자체에 대해 말씀드리자면…
우리는 고순도 석영 내부에 텅스텐 필라멘트를 넣어 이 램프들을 만듭니다. 더 효과적으로 작동하도록 석영 표면에 특수 코팅을 처리합니다. 이 코팅이 바로 비결입니다. 이 코팅 덕분에 에너지가 물방울에 집중되고, 실리콘 기판 속으로 침투하지 않습니다.
하지만 한 가지 주의할 점이 있습니다. 전력 공급 상태를 잘 확인해야 합니다. 이 램프들은 강력한 성능을 가지고 있기 때문에 전력 공급에 부담을 줄 수 있습니다. 스위치를 켰을 때 발생하는 급격한 전류로 인해 퓨즈가 자주 파손될 수 있습니다.
공장에서의 활용 방법…
여전히 구식 가스 오븐이나 대형 오븐을 사용하고 있다면, 적외선 램프로 교체하는 것이 가장 좋은 방법입니다. 이렇게 하면 웨이퍼당 필요한 에너지량이 줄어듭니다.
우리는 이 램프들을 그대로 교체할 수 있도록 설계했습니다. 따라서 업그레이드를 위해 공장 전체를 며칠 동안 멈추게 할 필요가 없습니다. 웨이퍼 처리 속도가 빨라지고, 배출량도 줄어듭니다.
단, 한 가지 주의해야 할 점이 있습니다. 램프의 강도를 높일수록 램프 본체를 냉각시키는 데 더 많은 노력이 필요합니다. 그렇지 않으면 커넥터가 녹아버릴 수 있으며, 이는 아무도 원하지 않는 문제입니다.