적외선을 이용한 MEMS 웨이퍼의 건조: 효과적인 방법
MEMS 센서를 제작할 때 가장 원하지 않는 것은 미세한 수분이나 용매로 인해 미세구조가 손상되는 것입니다. 이는 매우 섬세한 균형이 필요한 작업입니다. 웨이퍼를 완전히 건조시켜야 하지만, 단순히 열을 가하는 방식으로는 충분하지 않습니다.
그래서 우리는 단파 적외선 히터를 사용합니다. 공기를 가열하거나 위험한 화학적 건조제를 사용하는 대신, 적외선은 에너지를 직접 기판에 전달합니다. 이 방식은 효율적이고 깨끗합니다.
실제 작동 원리
대류 오븐을 생각해보세요. 오븐은 먼저 공기를 가열해야 하고, 그 다음에 공기가 음식을 가열합니다. 이는 많은 시간을 낭비하는 방식입니다. 반면 적외선은 웨이퍼 표면의 수분 분자만을 직접 타겟으로 합니다. 에너지가 액체층에 닿으면 빠르게 증발하므로, 웨이퍼는 몇 초 만에 건조됩니다.
가장 큰 장점은 ‘열 처리 속도’입니다. 너무 오랫동안 열을 가할 필요가 없기 때문에, 웨이퍼가 변형되거나 불필요한 곳으로 이동하는 것을 방지할 수 있습니다.
환경과 인체에 더 좋음
업계는 점차 납을 함유한 납땜제나 유해한 VOC 용매를 사용하지 않고 있습니다. 적외선을 이용한 건조 방식은 이러한 추세에 잘 부합합니다. 이는 ‘건조’된 공정이므로, 배기 가스를 처리할 필요가 없으며, 위험한 가열 요소도 없습니다. 그냥 전원을 연결하고 파장을 설정하기만 하면 됩니다. 게다가, 큰 팬을 사용하지 않아 에너지 손실도 줄어듭니다.
단점들
물론 모든 것이 완벽한 것은 아닙니다. 높은 열 밀도는 몇 가지 문제를 가져옵니다. 온도를 너무 빠르게 올리면 열충격이 발생할 수 있습니다. PID 컨트롤러를 신중하게 조절해야 하며, 그렇지 않으면 목표 온도를 초과하여 웨이퍼가 손상될 수 있습니다. 또한 적외선의 세기가 너무 강하기 때문에, 케이스의 방호에도 주의해야 합니다. 작업자가 방사선에 노출되는 것을 막아야 합니다.
우리는 이 히터들을 기존의 무거운 열처리 시스템을 대체할 수 있는 간단한 솔루션으로 설계했습니다. 이를 통해 공간을 절약할 수 있으며, 전력 비용도 줄어듭니다. 이는 생산 속도를 늦추지 않으면서도 친환경적인 기준을 충족시킬 수 있는 방법입니다.