IR을 이용한 MEMS 건조 과정에서의 탄소 감소
MEMS 센서를 제작할 때, 웨이퍼에 붙어 있는 수분을 제거하는 것은 매우 까다로운 작업입니다. 물기를 제거해야 하지만, 단순히 열을 가하면 전체 구조가 변형될 수 있습니다.
그래서 우리는 단파 적외선(IR) 램프를 사용합니다. IR은 방 안의 공기나 벽 등을 따뜻하게 하는 대신, 직접 물 분자를 가열합니다. 즉, 정확한 목표 지점에 열을 가하는 것입니다.
공기를 가열할 필요가 없습니다.
일반적인 대류식 오븐을 생각해보세요. 에너지 소비가 엄청납니다. 웨이퍼가 따뜻해지기 전에 이미 많은 에너지가 낭비됩니다. 반면 IR은 열을 정확히 필요한 곳에 집중시킵니다. 그래서 기계가 따뜻해지는 데 걸리는 시간도 줄어듭니다. 다음 로트가 준비되지 않았다면, 그냥 램프를 끄면 됩니다. 에너지 낭비도 없고, 불필요한 비용도 들지 않습니다.
클린룸 문제
MEMS 환경에서는 아주 작은 먼지 한 알만으로도 큰 문제가 될 수 있습니다. 그로 인해 전체 제품이 망가질 수 있습니다. 이를 방지하기 위해 고순도 석영으로 만들어진 커버를 사용합니다. 이러한 커버는 먼지를 방출하지 않으며, 가스도 발생시키지 않습니다.
하지만 문제점도 있습니다. 높은 열 밀도를 얻기 위해서는 필라멘트에 많은 부담이 가해집니다. 주의하지 않으면 필라멘트가 너무 빨리 타버릴 수 있습니다. 이를 해결하기 위해 램프 주변에 냉각 공기를 지속적으로 공급하여 균형을 유지합니다. 모든 것은 균형에 달려 있습니다.
열에 따른 타협점
문제는, 생산 속도를 높이고 싶을수록 더 많은 에너지가 필요하다는 점입니다. 고출력 램프는 생산 속도를 높이는 데 유용하지만, 특히 소켓 부분에서 엄청난 열이 발생합니다.
냉각 시스템이 제대로 작동하지 않으면 배선이 손상되거나 센서가 망가질 수 있습니다. 이는 계속된 타협의 과정입니다. 하드웨어를 시원하게 유지하면서 동시에 웨이퍼의 수분을 완전히 제거해야 합니다.
IR을 사용하는 것은 단순히 속도를 높이는 방법이 아닙니다. 강제 공기 순환 시스템의 불필요한 부분을 없애고, 탄소 중립 목표를 달성하는 더 깨끗한 방법입니다.