IR을 이용한 MEMS 센서의 건조 처리
만약 MEMS 센서를 다룬 경험이 있다면, 웨이퍼를 건조하는 데 있어서 겪는 어려움을 잘 알고 있을 것입니다. 아주 작은 물방울이나 이온 오염만 있어도 전체 웨이퍼가 버려지게 됩니다. 오랫동안 우리는 대류식 오븐을 사용해왔지만, 솔직히 말해서 웨이퍼를 건조시키기 위해 전체 챔버를 가열하는 것은 에너지 낭비입니다.
그래서 우리는 단파 적외선(IR) 램프를 사용하고 있습니다. 공기를 가열하는 대신, 웨이퍼 표면에 직접 열을 가하는 방식입니다. 이 방법은 더 효율적이며, 지구 환경에도 훨씬 좋습니다.
열 관리의 중요성
적외선은 복사 형태로 열을 전달합니다. 따라서 방 안이 따뜻해질 때까지 기다릴 필요가 없습니다. 에너지는 바로 목표물에 도달합니다. 하지만 에너지 밀도를 정확하게 조절해야 합니다. 300mm 크기의 웨이퍼를 처리할 때는 램프 배열을 완벽하게 조정해야 합니다. 와트수가 너무 낮으면 웨이퍼에 주름이 생길 수 있고, 너무 높으면 MEMS 구조에 손상이 갈 수 있습니다. 균형을 맞추는 것이 중요합니다.
사용하는 부품들
이를 실현하기 위해 우리는 고순도 석영 소재를 사용합니다. 이 소재는 급격한 가열 및 냉각에도 깨지지 않습니다. 또한 할로겐으로 채워진 필라멘트를 사용하여 빛의 출력을 일정하게 유지합니다. 하드웨어 측면에서는 R7s나 SK15 커넥터를 사용합니다. 이 커넥터들은 잘 맞아서, 램프를 교체할 때도 문제가 없습니다. 사실상 그냥 교체할 수 있는 형태입니다.
실제적인 장단점
IR을 사용하면 웨이퍼를 건조하는 데 걸리는 시간과 에너지 소비가 줄어들어 “친환경 공장”의 목표에 부합합니다. 하지만 단점도 있습니다. 많은 에너지가 발생하기 때문에 장비 내부가 과열될 수 있습니다. 만약 냉각 팬과 열교환기가 제대로 작동하지 않으면, 램프가 예상보다 빨리 고장날 수 있습니다.
하지만 배선과 냉각 시스템을 제대로 설계한다면 모든 것이 순조롭게 진행됩니다. 웨이퍼 처리 속도가 빨라지고, 에너지 낭비도 줄어듭니다. 결국 초기에는 약간의 에너지 밀도가 필요하지만, 결국에는 훨씬 적은 에너지 비용을 지출하게 됩니다.