왜 MEMS 웨이퍼에 뜨거운 공기를 불어넣는 것을 그만두어야 하는가?
MEMS 제조 공장에서 일해본 사람이라면 잘 알고 있겠지만, 습식 에칭이나 세척 작업이 끝나면 반드시 그 위의 수분을 제거해야 합니다. 기존의 방식에서는 단순히 뜨거운 공기를 웨이퍼 위에 불어넣는 방식을 사용합니다. 이런 방식은 어디서나 흔히 볼 수 있습니다.
하지만 문제는 뜨거운 공기를 사용하면 건조 속도가 매우 느리다는 점입니다. 대류 현상에 의존하기 때문에, 마감일을 맞추려 할 때는 너무 오랜 시간이 걸립니다. 게다가 공기를 불어주는 행위 자체가 먼지가 원치 않는 곳에 쌓이도록 하는 원인이 됩니다.
시간 낭비
뜨거운 공기가 실제로 어떻게 작용하는지 생각해보세요. 웨이퍼가 건조되기 전에 먼저 전체 챔버를 가열해야 합니다. 이는 명백한 낭비입니다.
반면, 적외선(IR)은 다릅니다. 방 전체를 가열하는 대신, 적외선 램프가 짧은 파장의 광선을 웨이퍼에 직접 조사합니다. 그래서 기다릴 필요가 없습니다. 건조 시간을 몇 분에서 몇 초로 줄일 수 있습니다.
대량 생산을 하는 경우에는 이는 엄청난 이점입니다. 더 큰 클린룸을 만들거나 더 많은 공간을 확보할 필요 없이도 더 많은 웨이퍼를 처리할 수 있습니다.
어려운 점
단순히 열을 높여서는 안 됩니다. ‘즉시 건조’ 효과를 얻으려면 고강도의 석영 램프를 사용해야 하지만, 주의해야 합니다. 너무 많은 열을 작은 면적에 가하면 웨이퍼가 변형되거나 섬세한 MEMS 막이 손상될 수 있습니다. 따라서 정밀한 PID 컨트롤러를 사용하여 온도를 안정적으로 유지해야 합니다.
실제 문제들
솔직히 말해서, 적외선으로 전환하는 것은 그냥 전구를 바꾸는 것만큼 간단하지 않습니다. 적외선의 에너지는 매우 강력합니다. 웨이퍼가 빠르게 건조되는 동안, 장비의 구조도 손상될 수 있습니다. 주의하지 않으면 전자 부품이 손상될 수 있습니다. 따라서 적절한 방열 처리나 램프 하우징에 냉각 장치를 설치하여 문제를 방지해야 합니다.
그럼에도 불구하고 이런 노력은 가치가 있습니다. 대부분의 심층 처리 공정에서는 적외선을 사용합니다. 왜냐하면 적외선은 유동을 줄이고 웨이퍼를 깨끗하게 유지해주기 때문입니다. 그 결과 전체 작업 과정이 더 빨라집니다.