더 이상 웨이퍼의 건조 시간을 추측하지 마세요: 왜 적외선이 최선의 방법인가요?
MEMS 센서 웨이퍼를 건조할 때는 수분과의 전쟁을 치르는 셈입니다. 조금만 실수해도 표면 장력으로 인해 그 미세한 구조들이 서로 붙어버릴 수 있습니다. 이를 ‘스틱션’이라고 하며, 높은 생산성을 유지하려는 사람들에게는 큰 문제가 됩니다.
스마트 팩토리를 구축한다면, 오래된 방식에 의존해서는 안 됩니다. 정확하게 열을 조절할 수 있는 방법이 필요합니다.
열을 프로그래밍 가능하게 만들기
전통적인 대류식 오븐의 단점은 반응 속도가 매우 느리다는 것입니다. 가열하는 데 오랜 시간이 걸리고, 냉각하는 데도 오랜 시간이 필요합니다. 이런 오븐으로 정확한 데이터를 얻으려는 것은 마치 방향타가 고장난 배를 조종하는 것과 같습니다.
그래서 우리는 적외선을 사용하기로 했습니다.
적외선은 사실상 열을 켜고 끄는 스위치와 같습니다. 즉각적으로 작동합니다. 전력을 정밀하게 조절할 수 있기 때문에, 가열 과정도 코드 내의 변수로 다룰 수 있습니다. 출력값을 PLC와 직접 연결함으로써 모든 웨이퍼에 동일한 처리가 적용됩니다. 예측 가능하고 반복 가능합니다. 게다가 다른 디지털 장비들과도 잘 연동됩니다.
단파 적외선의 효과
MEMS를 위해서는 단파 적외선을 사용합니다. 왜냐하면 단파 적외선은 수분을 순식간에 제거해주기 때문입니다. 웨이퍼가 가열되고 있다는 것을 인지하기도 전에 물이 사라집니다. 그러니 그 빔들이 웨이퍼에 영향을 줄 시간도 없습니다.
하지만 주의해야 할 점이 있습니다. 높은 와트 수치는 장비의 크기를 줄이는 데는 유용하지만, 많은 열이 발생합니다. 고출력 배열을 사용할 경우, 챔버의 냉각에 충분히 신경을 써야 합니다. 그렇지 않으면 제어 장치가 손상될 수 있습니다.
왜 이 방식이 더 낫나요?
대부분의 사람들은 공기를 가열해서 부품이 따뜻해지기를 기다립니다. 하지만 이는 시간 낭비입니다. 적외선은 중간 단계를 생략하고 웨이퍼를 직접 가열합니다.
속도도 빠르고, 클린룸이 사우나처럼 되는 것도 막을 수 있습니다. 게다가 적외선 센서를 활용한 피드백 시스템을 추가하면, 더 이상 추측할 필요가 없습니다. 실시간으로 표면 온도를 확인하고 전력을 조절할 수 있습니다.
이제는 단순히 공정을 실행하는 것이 아니라, 공정의 물리적 현상을 직접 제어할 수 있습니다.